Boruri: classificazione, proprietà

I boruri sono composti che insieme ai nitruri, carburi e alcuni ossidi dei metalli di transizione fa parte delle ceramiche ultrarefrattarie.
Il boro è uno degli elementi più versatili che è presente nei più svariati composti sia inorganici che organici in cui può formare legami a più centri con strutture complesse.

Tra i composti del boro rivestono grande importanza i boruri in cui il boro si combina con un elemento meno elettronegativo in cui il boro assume carica negativa. I composti tra il boro e un metallo hanno struttura e composizioni varie anche non stechiometriche.

Sono inoltre stati descritti composti ternari costituiti oltre che dal boro da due metalli diversi. Essi  hanno importanti applicazioni a causa delle loro caratteristiche fisiche e meccaniche essendo caratterizzati da:

• scarsa reattività
• elevata durezza
• elevata temperatura di fusione
• conducibilità termica e elettrica.

Classificazione

I boruri in cui è presente, in genere un legame covalente piuttosto che ionico, possono essere classificati a seconda del contenuto di boro come ricchi di boro (boron rich) o ricchi di metallo (metal rich).

Sono considerati boruri ricchi di boro se il rapporto boro/metallo è almeno di 4/1 mentre se tale rapporto è inferiore sono considerati metal rich.

Il boruro più ricco di boro è YB₆₆ usato come monocromatore per radiazione di sincrotrone mentre il boruro più ricco di metallo è Nd₂Fe₁₄B che è il miglior magnete permanente conosciuto.

Proprietà

I boruri ricchi di boro si formano tra il boro e i metalli alcalini, alcalino-terrosi, lantanidi e attinidi le cui proprietà variano notevolmente da un composto all’altro. Essi infatti possono essere semiconduttori o conduttori e possono essere:

• Diamagnetici
• Ferromagnetici
• Paramagnetici
• Antiferromagnetici

Sono tutti stabili e refrattari.

I boruri ricchi di metallo sono in genere costituiti da metalli di transizione e mostrano spesso superconduttività e proprietà ferromagnetiche come, ad esempio, Nd₂Fe₁₄B. Hanno un elevata durezza e alcuni diboruri binari come RuB₂ e OsB₂ sono superhard e considerati incomprimibili; in particolare si prevede che ReB₂ possa essere più duro del diamante.