Revealing the elusive structure and reactivity of iron boride α-FeB

BORURO DE HIERRO

NANODOMINIOS

DIFRACCION DE RAYOS X

BIBLIOGRAFIA NACIONAL QUIMICA

2023

Crystal structures can strongly deviate from bulk states when confined into nanodomains. These deviations may deeply affect properties and reactivity and then call for a close examination. In this work, we address the case where extended crystal defects spread through a whole solid and then yield an aperiodic structure and specific reactivity. We focus on iron boride, α-FeB, whose structure has not been elucidated yet, thus hindering the understanding of its properties. We synthesize the two known phases, α-FeB and β-FeB, in molten salts at 600 and 1100 °C, respectively. The experimental X-ray diffraction (XRD) data cannot be satisfactorily accounted for by a periodic crystal structure. We then model the compound as a stochastic assembly of layers of two structure types. Refinement of the powder XRD pattern by considering the explicit scattering interference of the different layers allows quantitative evaluation of the size of these domains and of the stacking faults between them. We, therefore, demonstrate that α-FeB is an intergrowth of nanometer-thick slabs of two structure types, β-FeB and CrB-type structures, in similar proportions. We finally discuss the implications of this novel structure on the reactivity of the material and its ability to perform insertion reactions by comparing the reactivities of α-FeB and β FeB as reagents in the synthesis of a model layered material: Fe2AlB2. Using synchrotron-based in situ X-ray diffraction, we elucidate the mechanisms of the formation of Fe2AlB2. We highlight the higher reactivity of the intergrowth α-FeB in agreement with structural relationships.

Inorganic Chemistry, v.62, n°5, 2023. -- pp. 2073-2082

American Chemical Society

2023

Información sobre Derechos de Autor

(Por favor lea este aviso antes de abrir los documentos u objetos)

La legislación uruguaya protege el derecho de autor sobre toda creación literaria, científica o artística, tanto en lo que tiene que ver con sus derechos morales, como en lo referente a los derechos patrimoniales con sujeción a lo establecido por el derecho común y las siguientes leyes (LEY 9.739 DE 17 DE DICIEMBRE DE 1937 SOBRE PROPIEDAD LITERARIA Y ARTISTICA CON LAS MODIFICACIONES INTRODUCIDAS POR LA LEY DE DERECHO DE AUTOR Y DERECHOS CONEXOS No. 17.616 DE 10 DE ENERO DE 2003, LEY 17.805 DE 26 DE AGOSTO DE 2004, LEY 18.046 DE 24 DE OCTUBRE DE 2006 LEY 18.046 DE 24 DE OCTUBRE DE 2006)

ADVERTENCIA - La consulta de este documento queda condicionada a la aceptación de las siguientes condiciones de uso: Este documento es únicamente para usos privados enmarcados en actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con fines de lucro. Esta reserva de derechos afecta tanto los datos del documento como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes debe indicarse el nombre de la persona autora.

PDF

10 p.

Inglés

Artículo

10.1021/acs.inorgchem.2c03709

PDF