Interested Article - Нитрид бора
cathleen
- 2021-02-01
- 1
Нитрид бора — бинарное соединение бора и азота . Химическая формула: B N . Кристаллический нитрид бора изоэлектронен углероду и, подобно ему, существует в нескольких полиморфных модификациях.
Аллотропы
-
α-BN, гексагональный -
α-BN, гексагональный -
β-BN, структура типа сфалерита -
w-BN, структура типа вюрцита
-side-3D-balls.png)
-top-3D-balls.png)
-3D-balls.png)
-3D-balls.png)
Известны следующие аллотропные модификации нитрида бора:
- гексагональная (α) — h-BN, ( белый графит — белый, похожий на тальк порошок, имеет гексагональную , графитоподобную кристаллическую структуру, температура плавления 3000 °C, полупроводник , применяется в качестве твёрдой высокотемпературной смазки);
- кубическая (β) типа сфалерита , подобная алмазу : эльбор ( боразон , кубонит , кингсонгит , плотность боразона 3,51 г/см³.);
- плотная гексагональная (w), типа вюрцита , подобная лонсдейлиту .
Нитрид бора также может существовать в виде разнообразных аморфных модификаций, а также гексагональных и монослоёв .
Физические свойства
Теплопроводность гексагональной формы при нормальных условиях достигает 400 Вт/(м·К) для определённого направления в кристалле хорошего качества , хотя она гораздо меньше для других направлений в кристалле и для порошков и отличается для других форм BN. Хорошо диспергируется в расплавах и пастообразных композициях. Твёрдость β-формы по Моосу равна 9,5.
Химические свойства
Нитрид бора не окисляется кислородом до ~700 °C, разрушается в горячих растворах щелочей с выделением аммиака. Со фтороводородом образует NH 4 [BF 4 ], со фтором — BF 3 и N 2 .
Нетоксичен.
Получение
Нитрид бора получают реакцией оксида бора B 2 O 3 с аммиаком NH 3 при температуре ~2000 °C, плазмохимически, когда в струю азотной плазмы при 5000—6100 К подаётся аморфный бор, а также при пиролизе при 1300—2300 К смеси летучих соединений азота и бора.
Применение
Эльбор применяется как высококачественный абразивный материал, по многим параметрам превосходящий алмаз : например, он не растворяется в железе при нагревании, что позволяет использовать его для высокопродуктивной обработки стали. Продукция с покрытием из нитрида бора востребована для черновой и финишной обработки деталей в первую очередь в таких отраслях как тяжелое машиностроение, автомобилестроение, добывающая промышленность, строительство. Также может применяться в качестве наполнителя, улучшающего теплопроводность, способного работать без смазки, в электроизоляционных материалах, в частности, в изоляции электрических машин .
Нитрид бора с гексагональной решёткой (hBN) — перспективный материал для создания оптических микроскопов повышенного разрешения. Поляритоны, образующиеся на поверхности кристалла, сконструированного из чистого на 99 % изотопа бора, позволяют многократно понизить дифракционный предел и достичь разрешений порядка десятков и даже единиц нанометров .
Нанотрубки из нитрида бора – перспективный материал для создания литийсерных аккумуляторов. Они позволяют повысить надёжность работы и стабильность батарей, в ином случае страдающих от быстрого разрушения при циклах зарядки и разрядки .
Мишень из нитрида бора используется в перспективных установках для иницированных лазером ядерных реакций.
Примечания
- . Популярная механика (3 августа 2013). — «Международная минералогическая ассоциация (IMA) на прошедшей неделе официально подтвердила открытие, сделанное международной группой учёных ещё в 2009 году: существует природная кубическая модификация нитрида бора, получившая название «кингсонгит» (qingsongite).» Дата обращения: 4 августа 2013. 5 августа 2013 года.
- Iqbal Pittalwala. (англ.) . University of California (2 августа 2013). — «Geologists at the University of California, Riverside have discovered a new mineral, cubic boron nitride, which they have named “qingsongite.” The discovery, made in 2009, was officially approved this week by the International Mineralogical Association.» Дата обращения: 4 августа 2013. 13 августа 2013 года.
- Insun Jo, Michael Thompson Pettes, Jaehyun Kim, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Zhen Yao, and Li Shi. Thermal Conductivity and Phonon Transport in Suspended Few- Layer Hexagonal Boron Nitride // Nano Lett. — 2013. — Vol. 13. — P. 550−554. — doi : . arXiv : .
- . Дата обращения: 5 мая 2020. 24 февраля 2020 года.
- . Дата обращения: 28 сентября 2021. 28 сентября 2021 года.
Литература
- Кнунянц И. Л. и др. т.1 А-Дарзана // Химическая энциклопедия. — М. : Советская энциклопедия, 1988. — 623 с. — 100 000 экз.
- Берлин А. А. Полимерные Композиционные Материалы: свойства, структура, технологии. — Спб.: Профессия, 2008. — 560 с.
- Дигонский С. В. Газофазные процессы синтеза и спекания тугоплавких веществ. — Москва, ГЕОС, 2013 г, 462 с.
Ссылки
- от 25 сентября 2020 на Wayback Machine // ПостНаука
cathleen
- 2021-02-01
- 1
