Diborure d'hafnium

Le diborure d'hafnium est une céramique ultraréfractaire — sa température de fusion est d'environ 3 250 °C — constituée d'hafnium et de bore ayant pour formule chimique HfB₂. Il se présente sous la forme d'un solide gris d'aspect métallique. Ses propriétés sont assez inhabituelles pour une céramique, avec une conductivité thermique et une conductivité électrique plutôt élevées, tout comme le diborure de titane TiB₂, isostructurel, et le diborure de zirconium ZrB₂.

Identification
Diborure d'hafnium

__ Hf __ B Structure cristalline du diborure d'hafnium
N^o CAS	12007-23-7
N^o ECHA	100.031.351
N^o CE	234-500-7
PubChem	24884383
SMILES	[B]=[B].[Hf] PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/B2.Hf/c1-2; Std. InChIKey : MBZYLDXAWUOPFH-UHFFFAOYSA-N
Apparence	Solide gris d'aspect métallique
Propriétés chimiques
Formule	B₂Hf
Masse molaire[1]	200,11 ± 0,03 g/mol B 10,81 %, Hf 89,2 %,
Propriétés physiques
T° fusion	3 250 °C[2]
Masse volumique	10,5 g·cm^-3[2]
Précautions
SGH[3]
Attention H315, H319, H335, P261 et P305+P351+P338 H315 : Provoque une irritation cutanée H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H335 : Peut irriter les voies respiratoires P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer.

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le diborure d'hafnium est souvent associé au carbone, au bore, au silicium, au carbure de silicium et/ou au nickel pour faciliter la consolidation du HfB₂ pulvérulent par frittage, généralement réalisée par pressage à chaud lors duquel les poudres sont chauffées et comprimées. Des couches minces peuvent être obtenues à partir de borohydrure d'hafnium Hf(BH₄)₄ par dépôt chimique en phase vapeur (CVD)[4]^,[5]^,[6].

Ce matériau présente l'avantage d'être moins sensible à l'ablation lors de la rentrée atmosphérique que les matériaux composites à matrice polymère et est de ce fait étudié pour les parties chaudes des missiles hypersoniques, bord d'attaque ou moteur, ou comme fenêtre d'antenne[7].

Il est également étudié pour des applications potentielles dans les barres de contrôle des réacteurs nucléaires.

Notes et références

Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
Page Hafnium boride, 99.5% (metals basis excluding Zr), Zr <2% consultée le 4 novembre 2013 sur le site d'Alfa Aesar (en).
(en) S. T. Schwab, C. A. Stewart, K. W. Dudeck, S. M. Kozmina, J. D. Katz, B. Bartram, E. J. Wuchina, W. J. Kroenke et G. Courtin, « Polymeric precursors to refractory metal borides », Journal of Materials Science, vol. 39, n^o 19,‎ octobre 2004, p. 6051-6055 (DOI 10.1023/B:JMSC.0000041701.01103.41, lire en ligne)
(en) Sreenivas Jayaraman, Yu Yang, Do Young Kim, Gregory S. Girolami et John R. Abelson, « Hafnium diboride thin films by chemical vapor deposition from a single source precursor », Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films, vol. 23, n^o 6,‎ novembre 2005, p. 1619-1625 (DOI 10.1116/1.2049307)
(en) Yu Yang, Sreenivas Jayaraman, Do Young Kim, Gregory S. Girolami et John R. Abelson, « Crystalline texture in hafnium diboride thin films grown by chemical vapor deposition », Journal of Crystal Growth, vol. 294, n^o 2,‎ 4 septembre 2006, p. 389-395 (DOI 10.1016/j.jcrysgro.2006.05.035, lire en ligne)
(en) Ryan P. Starkey, Wilson Santos, Daniel Hoult et Mark J. Lewis, « Plasma Field Telemetry for Hypersonic Flight », MARYLAND UNIV COLLEGE PARK DEPT OF AEROSPACE ENGINEERING Interim progress rept. 1 Jan 2001-31 Dec 2003,‎ décembre 2003, p. 16 (lire en ligne)

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