DE1202984B - Process for the production of metal alloys containing boron - Google Patents
Process for the production of metal alloys containing boronInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von borhaltigen Metall-Legierungen Zur Darstellung von elementarem Bor ist es bekannt, diesen Stoff aus einer aus BC13 bzw. BBr3 bestehenden, gegebenenfalls mit Wasserstoff versetzten Atmosphäre auf einem glühenden Wolframdraht niederzuschlagen. Es ist ferner bekannt, Halbleiterkristalle, z. B. aus Silizium oder Germanium, dadurch zu dotieren, daß man diese Kristalle in einer BCl3- oder BBr3-haltigen, insbesondere mit Wasserstoff versetzten Atmosphäre auf eine unterhalb ihres Schmelzpunktes liegende Temperatur erhitzt und das unter diesen Bedingungen frei werdende elementare Bor in die Kristalle eindiffundieren läßt. Schließlich war es auch bekannt, an Stelle von festen Halbleiterkristallen flüssige Halbleiterschmelzen durch Einwirken einer borhaltigen Gasatmosphäre zu dotieren.Process for the production of metal alloys containing boron For illustration of elemental boron, it is known to produce this substance from a BC13 or BBr3, optionally hydrogenated atmosphere on a glowing tungsten wire knock down. It is also known to use semiconductor crystals, e.g. B. made of silicon or germanium, to be doped by placing these crystals in a BCl3 or BBr3-containing, especially hydrogen-mixed atmosphere to a below Its melting point is heated under these conditions elemental boron that is released can diffuse into the crystals. In the end it was also known to use liquid semiconductor melts instead of solid semiconductor crystals to be doped by the action of a boron-containing gas atmosphere.
Ferner konnte man Gold-Bor-Legierungen über den Umweg einer Gold-Magnesium-Legierung herstellen, indem im Hochvakuum bei etwa 2000°C reines Bor eingebracht und das gesamte Magnesium abgedampft wird. Außerdem bestand die Möglichkeit, eine Aluminium-Bor-Legierung über eine Magnesium-Bor-Legierung zu erzeugen.Furthermore, gold-boron alloys could be obtained via a gold-magnesium alloy by introducing pure boron in a high vacuum at about 2000 ° C and the entire Magnesium is evaporated. There was also the option of an aluminum-boron alloy using a magnesium-boron alloy.
Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von borhaltigen Metall-Legierungen, insbesondere von Gold-Bor- oder Aluminium-Bor-Legierungen, unter Verwendung eines aus Wasserstoff und Borhalogenid, vorzugsweise Bortribromid oder Bortrijodid, bestehenden Reaktionsgases und ist dadurch gekennzeichnet, daß das über seinen Schmelzpunkt hinaus auf eine konstante Temperatur erhitzte Metall mit dem Reaktionsgas so lange in Berührung gebracht wird, bis die dabei gebildete schmelzflüssige Legierung erstarrt.In contrast, the invention relates to a method of production of boron-containing metal alloys, in particular gold-boron or aluminum-boron alloys, using one of hydrogen and boron halide, preferably boron tribromide or boron triiodide, existing reaction gas and is characterized in that the metal heated to a constant temperature above its melting point is brought into contact with the reaction gas until the formed molten alloy solidifies.
Die Herstellung von Boriden und Borlegierungen stößt bekanntlich auf erhebliche Schwierigkeiten, weil ; das Element Bor wegen seines hohen Schmelzpunktes und auch wegen der Anwesenheit einer sehr stabilen Oxydhaut nur unter großen Schwierigkeiten mit Metallen zusammengeschmolzen werden kann. Versucht man, die Legierung durch Einwirkung von Bordampf auf feste oder flüssige Metalle vorzunehmen, so scheitert ein solches Verfahren einmal daran, weil Bor wegen seines geringen Dampfdruckes auch bei Temperaturen in der Nähe von 1000°C und darüber nur in verschwindenden Mengen in die Dampfphase übergeführt und damit auch von dem Metall aufgenommen werden kann und weil andererseits bei Temperaturen, bei denen Bor in merklicher Menge zum Verdampfen gebracht werden kann, die gewünschten Legierungen bzw. Verbindungen in den meisten Fällen nicht ; existenzfähig sind und sich daher auch nicht bilden können. Aus den genannten Gründen enthält die Literatur nur wenig Beispiele von Boriden bzw. Borlegierungen, die bezüglich ihrer Eigenschaften bekannt sind.As is well known, the production of borides and boron alloys is an issue significant difficulties because; the element boron because of its high melting point and only with great difficulty because of the presence of a very stable oxide skin can be melted together with metals. Trying to get the alloy through Making the effect of on-board steam on solid or liquid metals fails such a process once in mind, because boron because of its low vapor pressure even at temperatures in the vicinity of 1000 ° C and above only in vanishing Quantities are transferred into the vapor phase and thus also absorbed by the metal can and because on the other hand at temperatures at which boron in noticeable amounts to Can be brought to evaporation, the desired alloys or compounds in most of the time not; are viable and therefore cannot develop. For the reasons mentioned, the literature contains only a few examples of borides or boron alloys, which are known with regard to their properties.
Da man zum Dotieren von Germanium- und Siliziumkristallen oder auch von Germanium- und Siliziumschmelzen mit Bor auf den Halbleiter Gase mit einer Borkonzentration anwendet, die im allgemeinen keinesfalls geringer als die Borkonzentrationen sind, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden, ist es überraschend, daß bei Anwendung der gleichen Borkonzentration auf ein flüssiges Metall von diesem erhebliche Mengen- von Bor aufgenommen werden können, die in keinerlei Vergleich zu den Mengen stehen, welche von einem Halbleiterkristall oder von einer Halbleiterschmelze aufgenommen werden. Dieses unterschiedliche Verhalten ist auf eine Art katalytische Wirkung der Metalloberfläche zurückzuführen, die nicht nur die Abscheidung des Elementes Bor erheblich erleichtert, sondern gleichzeitig auch die .Aufnahme des quasi gasförmigen Bors durch das Metall und damit die Bildung der betreffenden Borlegierung oder Borides erheblich beschleunigt.Since one is used to doping germanium and silicon crystals or also of germanium and silicon melts with boron on the semiconductor gases with a boron concentration uses, which are generally by no means lower than the boron concentrations, which are used in the method according to the invention, it is surprising that when the same concentration of boron is applied to a liquid metal of this considerable amounts of boron can be absorbed, which in no comparison are related to the quantities of a semiconductor crystal or a semiconductor melt be included. This different behavior is catalytic in a way Effect attributed to the metal surface, which is not only the deposition of the element Boron considerably facilitates, but at the same time also the absorption of the quasi-gaseous Boron through the metal and thus the formation of the boron alloy or borides in question accelerated considerably.
Ausführungsbeispiel Zur Herstellung einer Gold-Bor-Legierung wird Gold auf etwa 1070°C (etwas über dem Schmelzpunkt) erhitzt und ein Wasserstoffstrom, der durch Überleiten über eine flüssige Borbromidoberfläche, etwa bei Zimmertemperatur, mit etwas Borbromiddampf versetzt wurde, mit dem erhitzten flüssigen Gold in Berührung gebracht. Bereits nach kurzer Zeit erstarrt das flüssige Gold infolge der Aufnahme von Bor. Will man größere Mengen Bor in das Gold einbringen, so empfiehlt es sich, die Temperatur weiter zu erhöhen, da dann durch die erhöhte Beweglichkeit der Goldatome die Lösungsfähigkeit des Goldes für Bor bzw. Goldborid entsprechend gesteigert wird. Man hat es deshalb in der Hand, durch Wahl des Temperaturunterschiedes zwischen Behandlungstemperatur und Schmelzpunkt die Menge an aufgenommenem Bor zu steuern und auf diese Weise Gold-Bor-Legierungen in jedem Verhältnis herzustellen.Exemplary embodiment For the production of a gold-boron alloy Gold heated to about 1070 ° C (slightly above the melting point) and a hydrogen stream, which by passing over a liquid boron bromide surface, approximately at room temperature, with some boron bromide vapor was added, in contact with the heated liquid gold brought. After a short time, the liquid gold solidifies as a result of the absorption of boron. If one wants to introduce larger amounts of boron into the gold, it is advisable to to increase the temperature further, because then by the increased mobility of the gold atoms the solubility of gold for boron or gold boride is increased accordingly. You have it therefore in hand, by choosing the temperature difference the amount of boron absorbed increases between the treatment temperature and the melting point control and in this way produce gold-boron alloys in every ratio.
In gleicher Weise lassen sich Aluminium-Bor-Legierungen und Silber-Bor-Legierungen herstellen.Aluminum-boron alloys and silver-boron alloys can be used in the same way produce.
Claims (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997033008A1 (en) * | 1996-03-06 | 1997-09-12 | Vladimir Mikhailovich Fedotov | Method of obtaining aluminium-silicon alloys |
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-
1962
- 1962-07-12 DE DES80366A patent/DE1202984B/en active Pending
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