โครงสร้างของโบรอนคาร์ไบด์

โครงสร้างของโบรอนคาร์ไบด์ประกอบด้วยโครงสร้างผลึกที่ซับซ้อนเป็นหลัก ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของโบไรด์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ไอโคซาฮีดรอน ในโครงสร้างผลึกของโบรอนคาร์ไบด์ ไอโคซาฮีดรอน B2 จะสร้างหน่วยโครงตาข่ายรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนรอบ ๆ โซ่ CBC ที่ศูนย์กลางของเซลล์หน่วย (กลุ่มปริภูมิ ค่าคงที่ของโครงตาข่าย=0.56 นาโนเมตร และ c=1.212 นาโนเมตร) อะตอมคาร์บอนทั้งหมดจะเชื่อมไอโคซาฮีดรอนที่อยู่ติดกันสามอันเข้าด้วยกัน โดยสร้างระนาบเครือข่ายและวางซ้อนกันตามแกน c เพื่อสร้างโครงสร้างแบบเป็นชั้น หน่วยโครงสร้างพื้นฐานสองหน่วยของโครงตาข่ายคือ ไอโคซาฮีดรอน B2 และออกตาฮีดรอน B6 12

โครงสร้างผลึกของโบรอนคาร์ไบด์มีโครงตาข่ายรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนหกเหลี่ยมที่มีอะตอม B 12 อะตอมและอะตอม C 3 อะตอมในเซลล์ยูนิต โครงสร้างผลึกประกอบด้วยอะตอมทรงยี่สิบหน้าแบบบัคกี้บอล 12- ที่ยึดติดกันแน่นซึ่งตั้งอยู่ที่จุดยอดของโครงตาข่ายรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน โครงสร้างนี้เสร็จสมบูรณ์ด้วยห่วงโซ่เชิงเส้นของอะตอม 3- ที่ตัดผ่านแนวทแยงที่ยาวที่สุดในทิศทาง r โบรอนคาร์ไบด์อาจมีไอโคซาฮีดรอน B11C (B4C ที่มี C สูงมีอะตอม B 11 อะตอมและ C 1 อะตอม) หรือ B12 (B13C2 ที่มี B สูงมีอะตอม B 12 อะตอม) และห่วงโซ่เชิงเส้นของ CBC

นอกจากนี้โครงสร้างรอมโบฮีดรอนของคาร์ไบด์โบรอนยังประกอบด้วยคลัสเตอร์อะตอมทรงยี่สิบหน้า 12 คลัสเตอร์ ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์และมีสายโซ่สามอะตอมบนเส้นทแยงมุมของรอมโบฮีดรอน โครงสร้างทรงสิบสองหน้าของโพลีโบรอนตั้งอยู่ที่จุดยอดของรอมโบฮีดรอน อะตอมโบรอนและอะตอมคาร์บอนสามารถแทนที่กันในทรงยี่สิบหน้าและบนสายโซ่อะตอม ซึ่งเป็นเหตุผลหลักที่คาร์ไบด์โบรอนมีไอโซเมอร์จำนวนมาก โครงสร้าง B4C ที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุดประกอบด้วยไอโซฮีดรอน B11C และสายโซ่อะตอม CBC

โดยสรุป โครงสร้างผลึกของโบรอนคาร์ไบด์เป็นเครือข่ายที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยหน่วยโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ไอโคซาฮีดรอนและออคตาฮีดรอน ซึ่งมีความสมมาตรและความเสถียรสูง ลักษณะเหล่านี้ทำให้โบรอนคาร์ไบด์มีประสิทธิภาพดีในการใช้งานในอุตสาหกรรม โดยเฉพาะในวัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอ ตัวดูดซับนิวตรอนในสาขาพลังงานนิวเคลียร์ เป็นต้น