二硼化錸

二硼化錸（ReB₂）是一種合成超硬材料。它首次於1962年合成，^[2]因有望達到與金剛石相若的硬度而再次受到重視。^[3]報告所聲稱的超高硬度受到懷疑，^[4]儘管這是一個定義問題，因為在最初的測試中二硼化錸能夠刻劃金剛石。^[3]

二硼化錸
IUPAC名 Rhenium diboride
識別
CAS號	12355-99-6  Y
PubChem	57418167
SMILES	B#[Re]#B
InChI	InChI=1S/2B.Re
InChIKey	OLXPHXSOQYDZNT-UHFFFAOYSA-N
性質
化學式	ReB2
莫耳質量	207.83 g/mol g·mol⁻¹
外觀	黑色粉末
密度	12.7 g/cm3
熔點	2400 °C（2673 K）
溶解性（水）	none
結構
晶體結構	六方, 空間群P63/mmc.
危險性
GHS危險性符號 [1]
GHS提示詞	Warning[1]
H-術語	H315, H319, H335[1]
P-術語	P261, P280, P305+351+338, P304+340, P405, P501[1]
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

該化合物由耐高壓的錸和硼的混合物形成，其中硼與錸形成短而堅固的共價鍵。

二硼化錸的生產方式與其他合成超硬材料（如立方氮化硼）不同，不涉及高壓處理，因此生產成本比較低。然而，錸本身是一種稀缺且昂貴的金屬。

合成

二硼化錸，ReB₂

在標準大氣壓下，ReB₂可以通過至少三種不同的方法合成：固態複分解、電弧熔化和直接加熱元素。^[3]

使用複分解反應時，三氯化錸和二硼化鎂在惰性環境中混合加熱，然後洗去副產物氯化鎂。防止其他相合成（如Re₇B₃和Re₃B）需要過量的硼。

使用電弧熔化法時，錸和硼粉在惰性環境中混合，並將強電流通過混合物。

使用直接反應法時，錸硼混合物在真空中密封，在高溫下放置較長的時間（1000 °C，連續五天）。

根據X射線晶體學，最後兩種方法可以直接生產ReB₂，不會合成其他相。

性質

ReB₂的硬度具有相當大的各向異性，因為它有六邊形層狀結構（見結構模型），其中c軸的各向異性最大。與莫氏硬度不同，ReB₂的壓入硬度（(H_V ~ 22 GPa）^[4]遠低於金剛石，與碳化鎢、碳化矽、二硼化鈦或二硼化鋯相若。^[4]

ReB₂非常堅硬有兩個原因：高密度的價電子和大量的短共價鍵。^[3][5]錸是價電子密度最高的過渡金屬之一（476電子/nm³，鋨為572電子/nm³，而金剛石為705電子/nm³）。^[6]添加硼只需要讓錸晶格擴大5%，因為較小的硼原子會填滿錸原子之間的空間。此外，錸和硼的電負性很接近（鮑林標度：1.9和2.04），所以它們形成共價鍵，其中電子幾乎平均共享。

參見

• 網狀共價鍵
• 超硬材料