مواد فراسخت
بوریدهای رنیوم

رنیوم به دلیل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مطلوب مثل تراکم الکترون زیاد، شعاع اتمی کوچک و مدول بالک زیاد به عنوان گزینه‌ای برای ساخت بوریدهای فلزی فوق‌سخت بررسی شد. ترکیب رنیوم با بور منجر به تشکیل کریستالی با پیوند بسیار کووالانسی و دارای سختی بالقوه و فشرده ناپذیری می‌شود. مجموعه گسترده‌ای از بوریدهای رنیوم از جمله Re3B , Re7B3، Re2B , ReB , Re2B3، Re3B7، Re2B5، ReB3 و ReB2 بررسی شده‌است. هر یک از این مواد مجموعه‌ای از خواص و ویژگی‌های خاص خود را دارند. برخی خواص ابررسانایی و برخی دیگر خاصیت الاستیک و الکترونیکی منحصر به فردی دارند، اما مهم‌ترین خواص مربوط به مواد فوق سخت ReB2 است.
Rhenium diboride)ReB2) یک ترکیب نسوز است که برای اولین بار در دهه ۱۹۶۰ با استفاده از کوره‌های ذوب قوس، zone melting یا optical floating zone سنتز شد. یکی از روش‌های سنتر این ماده روش فلاکس است که با قرار دادن فلز رنیوم و بور آمورف در یک بوته آلومینایی به همراه آلومینیوم اضافی به عنوان محیط رشد با نسبت ۱: ۲: ۵۰ برای Re: B: Al انجام می‌شود. بوته در تیوب آلومینایی قرار داده می‌شود و در یک کوره دارای جریان گاز آرگون قرار می‌گیرد و به مدت چند ساعت در ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد زینتر می‌شود. پس از خنک شدن، آلومینیوم در NaOH حل می‌شود. هر روش سنتز ReB2 اشکالات خاص خود را دارد و این روش نیز شامل اجزا کوچکی از آلومینیوم که در شبکه بلوری حل شده‌اند می‌باشد.
دی‌بورید رنیوم دارای نقطه ذوب بسیار بالای حدود ۲۴۰۰ درجه سانتیگراد و ساختار بلوری لایه‌ای بسیار ناهمسانگرد است. دارای تقارن هگزاگونال (گروه فضایی P63mc) یا ارتورومبیک (Cmcm) است و همان‌طور که در مثال بالا مشاهده می‌شود لایه‌های فشرده Re با لایه‌های مثلثی جمع شده بور در امتداد صفحه (۰۰۱) جایگزین می‌شوند. ReB2 یکی از کمترین مقادیر چگالی را در بین بوریدهای فلزی دارد که نشان دهنده پیوند کووالانسی قوی و سختی زیاد است.
سختی در بورید رنیوم به دلیل ناهمسانگرد بودن ساختار آن به جهت بلوری بستگی دارد. صفحه (۰۰۲) حاوی کووالانسی‌ترین حالت است و حداکثر مقدار سختی ویکرز 40.5 GPa را نشان می‌دهد، در حالی که صفحات عمود سختی ویکرز 38.1 GPa یعنی ۶ درصد کمتر را دارند. این مقادیر با افزایش بار اعمالی به حدود 28 GPa کاهش می‌یابند. مقادیر nanoindentation برای صفحات (۰۰۲) و عمود به ترتیب برابر 36.4 GPa و 34.0 GPa است. مقادیر سختی به خلوص و ترکیب مواد بستگی دارد، هرچه بور بیشتر بورید سخت‌تر می‌باشد، مقادیر فوق برای نسبت
Re:B تقریباً ۱: ۱٫۸۵ است. رنیوم دی بورید همچنین دارای مدول بالک 383 GPa و مدول برشی 273 GPa است. سختی به بار اعمالی هنگام آزمایش بستگی دارد. مقادیر فوق که حدود 40 GPa اند، همگی با نیروی مؤثر 0.5-1 N اندازه‌گیری شدند. با چنین بار کمی، مقادیر سختی برای سایر مواد نیز بیش از حد تخمین زده می‌شود، به عنوان مثال برای c-BN بیش از 100 GPa می‌شود. مقادیر سختی گزارش شده ReB2 در بار معمولی 3-49 N حدود 17-19 GPa است که نشان می‌دهد ReB2 یک ماده سخت، نه فوق سخت می‌باشد.
دی بورید رنیوم دارای رسانایی فلزی است که با کاهش دما به علت همپوشانی اسپین‌های d و p رنیوم و بور افزایش می‌یابد. دی بورید رنیوم تنها ماده فوق‌سخت دارای رفتار فلزی است. این ماده همچنین از ثبات حرارتی نسبتاً بالایی برخوردار است و بسته به روش گرمایش، جرم خود را تا دمای ۶۰۰–۸۰۰ درجه سانتیگراد حفظ خواهد کرد و در دمای نزدیک به ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد، کاهش جرم مشاهده می‌شود.
در صورت اعمال شیب حرارتی کندتر عملکرد بهتری خواهد داشت. بخشی از این افت کوچک در حدود ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد به علت تشکیل یک پوشش B2O3 کمرنگ روی سطح، به علت خروج بور از ماده جامد و تشکیل یک پوشش محافظ است که باعث کاهش تلفات اضافی بور می‌شود. این پوشش می‌تواند به راحتی توسط متانول حل شده و مواد به حالت براق اولیه خود بازمی‌گردند.