Iodine-assisted solid-state synthesis and characterization of nanocrystalline zirconium diboride nanosheets

Abstract

A solid-state route was developed to prepare zirconium diboride nanosheets with the dimension of about 500 nm and thickness of about 20 nm from zirconium dioxide, iodine and sodium borohydride at 700 °C in an autoclave reactor. The obtained ZrB₂ product was investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscope and transmission electron microscopy. The obtained product was also studied by thermogravimetric analysis. It had good thermal stability and oxidation resistance below 400 °C in air. Furthermore, the possible formation mechanism of ZrB₂ was also discussed.

Розроблено твердотільний напрямок отримання наношарів дибориду цирконію розміром ~ 500 нм і товщиною ~ 20 нм з діоксиду цирконію, йоду та боргідриду натрію при 700 °С в автоклавному реакторі. Отриманий продукт ZrB₂ досліджували рентгенівською дифракцією, скануючим електронним мікроскопом і трансмісійною електронною мікроскопією. Отриманий продукт також вивчали термогравіметричним аналізом. Він мав гарну термостійкість і стійкість до окиснення нижче 400 °C на повітрі. Крім того, обговорено також можливий механізм утворення ZrB₂.

Разработан твердотельный путь получения нанослоев диборида циркония размером ~ 500 нм и толщиной ~ 20 нм из диоксида циркония, йода и боргидрида натрия при 700 °С в автоклавной реакторе. Полученный продукт ZrB₂ исследовали рентгеновской дифракцией, сканирующим электронным микроскопом и трансмиссионной электронной микроскопией. Полученный продукт также изучали термогравиметрическим анализом. Он имел хорошую термостойкость и устойчивость к окислению ниже 400 °C на воздухе. Кроме того, обсуждали также возможный механизм образования ZrB₂.