Recent Advances in Development of High Performance Composites

Considerable progress has been made in development of reinforcing agents which combine high strength and stiffness with low density and good thermal resistance. Status of work carried out on the use of single crystal whiskers, polycrystalline fibers and single crystal flakes as reinforcing materials is dis cussed. Progress made on incorporating these various types of reinforcing agents into composites is reviewed. Whiskers are shown to have considerable potential but because of subcriti cal length and low strength poor translation of properties has been reported. Continuous filaments of boron and graphite ap pear to provide the most immediate opportunity for develop ment of high performance composites. However, eventually it appears that single crystal flakes will provide the greatest advantage because of their tendency to reinforce in the planar direction. For high temperature application composites rein forced with boron nitride or carbon fiber are the most promising.

The crystal structure of YB4

Zweck der Untersuchung an YB4 war die Bestimmung der Lagen des Bors in Metallboriden. Der frühere, von der Struktur von ThB4 ausgehende Vorschlag wurde im wesentlichen bestätigt. In jeder oktaedrischen Bor-Gruppe ist jedoch im Durchschnitt eine Atomlage unbesetzt, entgegen dem früheren Vorschlag, der auf einem zusammenhängenden Gerüst aus Bor-Atomen beruht. Die Tetraborid-Struktur wird auf der Grundlage tetraedrischer Einheiten gedeutet; sie weist ein Strukturgerüst auf, das den Verbindungen der MB4-, M3B2- und M2B-Typen gemeinsam ist.

Packing of B12 groups in boron and boride structures

Die Untersuchung bezweckte, die gemeinsamen Struktureigenschaften aller Boride und Bor-Modifikationen, die B12-Atomgruppen aufweisen, festzustellen. Es zeigte sich, daß die Gitterkonstanten aller dieser Strukturen aus einfachen Anordnungen der B12-Gruppen, die als große Metallatome angesehen werden können, ableitbar sind. Die B12-Gruppen können sich auch zu größeren individuellen Einheiten, wie den neuerdings beschriebenen B84-Gruppen. zusammenschließen.

Auf dieser Grundlage lassen sich alle Strukturen auf drei einfache Packungen zurückführen: 1. die kubische dichteste Packung, 2. die hexagonale dichteste Packung und 3. die tetragonale dichte Packung. Die letztere, mit zehn nächsten Nachbarn, ist ungewöhnlich und wird deshalb ausführlich diskutiert.

Die vorgeschlagenen Modelle gestatten eine erfolgreiche Interpretierung der beobachteten Daten und können die Grundlage zu Voraussagen über mögliche Strukturen von B12-Boriden abgeben.

Kurze Originalmitteilungen

Eine neue, mit β-Βοr isotype Bor-Silicium-Phase wurde dargestellt. Die Untereuchungsergebnisee weisen auf eine Verbindung B14Si hin. Die neue Phase und die Aluminium-Bor-Phase, über die schon berichtet wurde, werden als Zwischengitter-Derivate von β-Bor gedeutet.

Phases and twinning in C2Al3B48 (beta AlB12)

Die Aluminium-Bor-Phase, die kürzlich als β-AlB12 beschrieben wurde, besteht aus zwei kristallographisch verwandten, miteinander verwachsenen Phasen der Zusammensetzung C2Al3B48. Beide Phasen sind rhombisch. Die eine hat die Gitterkonstanten a = 12,34 Å, 6 = 12,63 Å, c = 5,08 Å und die Raumgruppe Cmma oder C2ma; bei der anderen ist a = 6,17 Å, 6 = 12,63 Å, c = 10,16 Å, mögliche Raumgruppen sind Ammm, A222 und A2mm.

Die Kristalle sind immer nach (110) und (110) verzwillingt. Gelegentlich entsteht eine ungewöhnliche Zwillingsverwachsung, in welcher die Richtungen der a- und 6-Achsen beider Phasen vertauscht sind. Das ist als ein Beweis für eine Umwandlung aus einer einzigen Hochtemperaturform anzusehen. Diese Umwandlung wurde auch röntgenographisch beobachtet. Die Hochtemperaturphase ist tetragonal mit o = 8,82 Å, c = 5,09 Å; ihre Raumgruppe ist P4/nmm, P4/n oder P42/n. Die reversible Umwandlung ist graduell und bei ungefähr 850° C vollständig.

Crystal chemistry of alpha-boron derivatives

Die stöchiometrische Zusammensetzung von Verbindungen mit Zwischengitterplätzen wird diskutiert. Bei einem Strukturgerüst sind mehrere stöchiometrische Verhältnisse möglich, wenn es mehr als eine Art von Zwischengitterplätzen gibt. Dieses Prinzip wurde zur Aufklärung der Verwirrung benutzt, die über isotype Reihen von Zwischengitter-Verbindungen, welche sich vom α-Bor ableiten, verbreitet ist. Gemäß der Besetzung von Zwischengitterplätzen sind drei verschiedene stöchiometrische Verbindungen in dieser Isotypen-Gruppe zu unterscheiden: B12X2Y (B12X,), B12X2 und B12X. Es wird berichtet über 1. eine neue Borcarbid-Form (B12Cz), 2. eine neues α-Bor-Derivat mit Aluminium auf Zwischengitterplätzen (B12C2Al), 3. die Identifizierung und die Differenzierung zweier Borsubphosphide (B12P2 und B13P2), 4. die Darstellung von Borsubarsenid und 5. die Beziehung zwischen Metall-Dodekaboriden und α-Bor-Derivaten.

Removal of chemical contaminants from water to below USEPA MCL using fiber glass supported activated carbon filters

A new, low-cost fiber glass supported activated carbon (FGAC) filter has been prepared that displays enhanced adsorption characteristics for the removal of BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, and p-xylene) from water to below maximum contaminant level (MCL) regulated by USEPA and two chemical warfare agent simulants (diisopropylmethyl phosphonate and 2-chloroethyl ethyl sulfide) to barely detectable levels. Breakthrough curves for both the FGAC filter and a commercially available granular activated carbon (GAC) filter containing equal weights of adsorbent show that the FGAC filter has greatly improved kinetics of adsorption over the GAC filter for all six chemical contaminants. Benzene breakthrough curves showed the FGAC filter effluent to contain less than one ppb as compared to several parts per million in the GAC filter effluent. This was 2 orders of magnitude better than the GAC and represents a major advance in generating good water quality for the military as well as the general public. The FGAC filter showed a much lower pressure drop and could be completely regenerated at least 6 times by heating to 190 degrees C under vacuum.