❶ 氮化硼化學式
氮化硼是由氮原子和硼原子所構成的晶體。化學組成為43.6%的硼和56.4%的氮,具有四種不同的變體:六方氮化硼(HBN)、菱方氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纖鋅礦氮化硼(WBN)。
質特性
CBN通常為黑色、棕色或暗紅色晶體,為閃鋅礦結構,具有良好的導熱性。硬度僅次於金剛石,是一種超硬材料,常用作刀具材料和磨料。
氮化硼
氮化硼具有抗化學侵蝕性質,不被無機酸和水侵蝕。在熱濃鹼中硼氮鍵被斷開。1200℃以上開始在空氣中氧化。熔點為3000℃,稍低於3000℃時開始升華。真空時約2700℃開始分解。微溶於熱酸,不溶於冷水,相對密度2.25。壓縮強度為170MPa。在氧化氣氛下最高使用溫度為900℃,而在非活性還原氣氛下可達2800℃,但在常溫下潤滑性能較差。碳化硼的大部分性能比碳素材料更優。對於六方氮化硼:摩擦系數很低、高溫穩定性很好、耐熱震性很好、強度很高、導熱系數很高、膨脹系數較低、電阻率很大、耐腐蝕、可透微波或透紅外線。
物質結構
氮化硼六方晶系結晶,最常見為石墨晶格,也有無定形變體,除了六方晶型以外,碳化硼還有其他晶型,包括:菱方氮化硼(簡稱:r—BN,或稱:三方氮化硼,其結構類似於h—BN,會在h—BN轉化為c—BN的過程中產生)、立方氮化硼[簡稱:c—BN,或|3一BN,或z-BN(即閃鋅礦型氮化硼),質地非常堅硬]、纖鋅礦型氮化硼(簡稱:w—BN,h—BN高壓下的一種堅硬狀態)。人們甚至還發現像石墨稀一樣的二維氮化硼晶體(類似的還有MoS:二維晶體)。
❷ 六方氮化硼能融有機溶劑嗎
晚上好,HBN在常溫條件下不溶於絕大多數已知的有機溶劑,它和氮化硅一樣只能微溶於加熱的HF或者濃氟化鈉溶液中,實際操作起來是沒有任何使用價值的請酌情參考(查了下google貌似做三元電池的FEC氟代碳酸酯也能溶解,但我還是覺得意義不大,成本太昂貴)。一般情況下都是將HBN用加入氧化鋯珠的行星機研磨至1um以下粒徑後做成相應的水相和溶劑相分散懸濁體系,分散劑NNO、吐溫-20和無泡的已基葡糖苷都是對它做有效的膠束增溶。
❸ 工業上六方氮化硼的生產方法
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1、國內傳統的合成方法是無水硼砂與氯化銨或尿素等混合後,1000℃下在管式爐中於氨氣保護下反應,再經水洗、酸洗得到氮化硼產品。
其反應式為:Na2B4O7+2NH4Cl+NH3=4BN+2NaCl+7H2O
Na2B4O7+2(NH2)CO=4BN+2Na2O+4H2O+2CO2
在該反應中,一般採用使含氮化合物過量的方法,得到的氮化硼為微細結晶的六方氮化硼,其氮化硼含量大致在98-99%,其結晶完整度稍低,粒度一般在1微米以下。
2、無水硼砂與三聚氰胺作為硼源及氮源進行反應,製得氮化硼,其反應式為:
3NaB4O7+2C3N3(NH2)3=12BN+3Na2O+6CO2+6H2O
此方法與上述方法合成出的產品有所不同,其合成出的六方結晶形態不完整,有些外國廠商認為此方法合成出的氮化硼為六方亂層結構(hexagonalturbostraticcrystals),也簡稱為t-BN,由於該種氮化硼的結晶在低溫下不完整,當在高溫(1600-2000℃)下,其結晶反而會生長的較大且完整,因此該方法生產出的產品如經過高溫精製工序,會生成3-5微米的較大結晶。
3、當使用硼酸和三聚氰胺分別作為硼源和氮源時,其反應式為:
4、在所有的工業規模生產中,還有一種方法,即氣相沉積技術(CVD)生產的氮化硼粉末及製品,其所生產的氮化硼產品稱為熱解氮化硼(Pyrolytic Boron Nitride)簡寫為PBN,該方法的化學反應方程式為:
BCl3+NH3=BN+3HCL
熱解法可以直接在一個模具上進行沉積成形,直接生產出純氮化硼製品,也可以生產PBN的粉末,該方法成本較高,但產品純度是所有工業生產規模生產方法中最高的,可達到99.9% 以上,適用於特殊方面的需求。
❹ 立方氮化硼與六方氮化硼怎麼區分
(1)同周期原子的第一電離能一般隨核電荷數的增大而呈增大趨勢,Be原子中2s軌道處於全充滿狀態,N原子中2p軌道處於半充滿狀態,是比較穩定的狀態,故它們的第一電離能高於兩邊相鄰的原子,故第一電離能Be>B、N>O,故答案為:增大;>;>;Be原子中2s軌道處於全充滿狀態,N原子中2p軌道處於半充滿狀態,是比較穩定的狀態,故它們的第一電離能高於兩邊相鄰的原子;(2)晶胞中N原子數目=8×1 8 +6×1 2 =4、B原子數目=4,故氮化硼的化學式為BN;由晶胞結構可知,B原子位於4個N原子形成的四面體的中心位置,故B原子填充N原子的正四面體空隙;晶胞的質量=4×25g NA ,晶胞的體積為a3cm3,根據晶胞密度ρ=m V =4×25g NA a3 cm3 =100 a3×NA g/cm3,故答案為:BN;四面體;100 a3×NA g/cm3;(3)都屬於原子晶體,立方氮化硼晶體中氮硼鍵的鍵長比金剛石晶體中碳碳鍵的鍵長要長,故熔點比金剛石的低,故答案為:立方氮化硼晶體中氮硼鍵的鍵長比金剛石晶體中碳碳鍵的鍵長要長,故熔點比金剛石的低;(4)六方氮化硼晶體與石墨結構相似,石墨層內為鄰近的三個碳原子形成三個共價單鍵並排列成平面正六邊形的網狀結構,將正六邊形間位位置的3個C原子換成3個B原子即得六方氮化硼的層內平面結構,B原子成3個B-C鍵、變化孤對電子,故B原子採取sp2雜化,六方氮化硼的平面結構示意圖為,故答案為:sp2;.
❺ 六方氮化硼為什麼不導電
六方氮化硼是原子化合物,普通的金屬也是原子化合物,而硼是半導體元素,六方氮化硼為什麼不導電,簡單的說,沒有多餘的可以自由移動的電子,也沒有可以容納電子的空軌道。
❻ 石墨烯六方氮化硼誰做手機電池更好
石墨烯和六方氮化硼結構相似但電學性質迥異。六方氮化硼外觀系白色鬆散狀、質地柔軟有光滑感的粉末,與石墨的性質相似,片狀結構,故有「白色石墨」之稱。本品具有良好的電絕緣性、導熱性、耐化學腐蝕性和潤滑性,對幾乎所有的熔融金屬都呈化學惰性。由於石墨烯/六方氮化硼平面異質結在基礎研究和器件探索方面具有重要潛力,因而備受學術界關注。 石墨烯和六方氮化硼平面異質結的制備一般採用依次沉積石墨烯和h-BN,或者相反次序來實現,由於後續薄膜形核控制困難以及生長過程中反應氣體很容易對前序薄膜產生破壞,因而目前文獻報告graphene/h-BN平面異質結的質量不盡如人意。上海微系統所信息功能材料國家重點實驗室的盧光遠、吳天如等人基於銅鎳合金襯底生長高質量h-BN和石墨烯薄膜的研究基礎,通過先沉積h-BN單晶後生長石墨烯,成功制備了高質量石墨烯/h-BN平面異質結。由於銅鎳合金上石墨烯生長速度極快,較短的石墨烯沉積時間減小了對石墨烯薄膜生長過程中對h-BN薄膜的破壞。同時由於銅鎳合金優異的催化能力,在提高氮化硼單晶結晶質量的同時消除了石墨烯的隨機成核,使得石墨烯晶疇只在三角狀h-BN單晶疇的頂角處形核並沿著h-BN邊取向生長。課題組與美國萊斯大學教授Jun Lou等團隊合作,利用合作培養博士研究生計劃,在高質量石墨烯/h-BN平面異質結的基礎上,以石墨烯作為接觸電極,h-BN作為絕緣襯底,制備了WSe2/ MoS2 二維光電探測器,驗證了石墨烯/h-BN平面異質結的質量和電學性能,為基於該異質結材料平台開展基礎研究和二維邏輯集成電路應用探索提供了基礎。氮化硼可廣泛地應用於石油、化工、機械、電子、電力、紡織、核工業、航天及其他工業部門。
❼ 立方氮化硼有什麼概念特性
立方結構的氮化硼,分子式為BN,其晶體結構(圖1)類似金剛石,硬度略低於金剛石,為HV72000~98000兆帕,常用作磨料和刀具材料。立方氮化硼有單晶體和多晶燒結體兩種。單晶體是把六方氮化硼和觸媒在壓力為3000~8000兆帕、溫度為800~1900℃范圍內製得。典型的觸媒材料選自鹼金屬、鹼土金屬、錫、鉛、銻和它們的氮化物。立方氮化硼的晶形有四面體的截錐、八面體、歪晶和雙晶等。工業生產的立方氮化硼有黑色、琥珀色和表面鍍金屬的,顆粒尺寸通常在1毫米以下。它具有優於金剛石的熱穩定性和對鐵族金屬的化學惰性,用以製造的磨具,適於加工既硬又韌的材料,如高速鋼、工具鋼、模具鋼、軸承鋼、鎳和鈷基合金、冷硬鑄鐵等。用立方氮化硼磨具磨削鋼材時,大多可獲得高的磨削比和加工表面質量。
❽ 六方氮化硼材料發展前景
氮化硼的高導熱性一直是科研工作者所熱衷的,主要是利用納米h-氮化硼和c-氮化硼的高導熱系數制備復合材料以起到加速散熱和導熱的效果。圖為氮化硼納米片復合材料導熱機理。同時可解決熱導材料與處於運行中的電氣部件相接觸而需要的高電阻率材料避免短路的問題,氮化硼比碳納米管更適合做熱導材料。將超聲剝離的二維氮化硼納米片和一維纖維素納米纖維共混,制備的復合材料熱導率高達 180W/(m·K),是迄今為止熱導率最高的納米復合材料。
氫氣是目前最清潔的能源,對解決大氣污染問題有著光明的發展前景。如何能夠安全有效的使用和儲存氫氣,是研究者首要解決的問題。用三聚氰胺和硼酸作為前驅體,在 900-1100℃制備了多孔氮化硼納米帶,比表面積高達1488m2/g,是已報道的氮化硼家族中比表面積最大的,其儲氫性能也非常卓越。
天元航材的氮化硼作為一種先進的納米材料和陶瓷材料,氮化硼納米材料以其優秀的物理和化學性能受到了各個領域的青睞,在光電、環保及日化等領域也必將發揮更重要的作用。我們需要在已有的研究和應用基礎上,開拓思路,實現氮化硼納米材料的大規模、經濟實惠、零污染合成,促進廣泛應用。
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❾ 請問有哪些概念股含有SIC(碳化硅)
硅族元素本身就屬於碳硅鍺錫鉛同一個主族的.
上市公司用擁有這些資源的一般都被挖掘了,股價也杲杲在上了,但也有被遺忘的,如生益科技,就擁有大量碳化硅礦資源的.
❿ 高純六方氮化硼是什麼
六方氮化硼和石墨的晶體結構比較相近,為類似石墨的層狀結構。機械性能上,氮化硼是一種軟性材料,氮化硼是一種軟性材料,它的莫氏硬度為2。但熱壓製品的硬度受到B2O3含量的影響,二者成正比關系。氮化硼截面之洞摩擦系數很低,僅為0.03~0.07,但如果反復摩擦,則由於其軟弱的表面的磨損,使其值增至0.11~0.23/BN粉末的摩擦系數在室溫到150℃之間增加到0.4,其值一直波動到500℃,然後在600℃降低到0.1,這是由於雜質B2O3熔化所致,到900℃,由於發生比較強烈的氧化,其值又迅速升高。氮化硼的機械強度比心裡高,但比氧化鋁低得多,不過它在高溫下沒有象石墨那樣的負載軟化現象,出此,可以在高溫下發揮其特性。由於BN晶體呈層狀結構,由片狀晶體熱壓成型的緻密BN瓷體有一定程度的定向排列,這種微觀組織結構使BN製品的某些性能具有較明顯的各向異性特性。熱壓BN的機械性能在平行於受壓方向的強度比垂直於受壓方向的強度為大。氮化硼的機械弛度在很大程度上還受到材料中雜質含量的影響,最典型的是B2O3,它作為納合劑對團體BN的結合起著重要的作用,一旦溫度提高特別在越過B2O3的熔點時,使BN的相互結合力減弱,其材體的強度就急劇下降。例如,含B2O3的BN,室溫彎曲強度可達1000公斤/厘米2,到1000℃時只有140公斤/厘米2;彈數模量從25 時的84×104公斤/厘米2下降到1000℃的的7×104公斤/厘米2。通過對BN在高溫真空或向溫惰性氣氛中處理後的強度測定,就更能說明這個問題。表1—3列出了BN在1400℃真空中處理後的失重和強度。BN試樣是是含有14%B2O3的「900℃BN」熱壓而成。從表中看出,試樣經過不問時間處理後,試樣中的B2O3有不同程度的損失,試樣的強度開始有增加繼而就下降。表1—4說明BN在N2或Ar氣氛中高溫處理後,由於B2O3從熱壓BN中揮發除去而使強度受到影響。試樣先在1800 ℃CN2或Ar中處理到恆重,然後測定其斷裂模量, 結果顯示出由於B203的損失而有約70%的強度損失。可見B2O3對熱壓BN的結合強度起著重要作用。
熱壓氮化硼的機械強度
機械強度kg/cm^2 氮化硼 石墨 氧化鋁
平行於熱壓方向 垂直於熱壓方向
抗壓強度 3150 2380 350~800 12000~29000
抗彎強度 600~800 400~500 150~250 3500
抗拉強度 1100 500 —— 2100
彈性模量 84*10^4 35*10^4 —— 370*10^4
熱壓氮化砌還有—個難得可貴的性能是可機械加工件,它可以象石墨一樣容易地干法車、銑、刨、鈷、切、磨並且由於BN比石墨更加緻密, 故加工精度更高, 可以達到0.01毫米。由於這一可加工特性,所以在選擇用陶瓷材料製作復雜形狀的零部件時,盡管BN原料價格比A12O3等高數倍,但人們還是寧願選用它。
三、熱性能
氮化硼的耐溫性很好,它實際上無明顯的熔點,只有在高於3個大氣壓的氮壓力下才於3000℃以上熔化,在1大氣壓的氮氣中,於3000℃升華。則在2045℃時的分解壓已達158毫米汞杜,而在1390℃時其穩定性仍很好,分解壓僅10-4毫米汞柱,至2727℃,其分解壓幾乎達760毫米汞柱。BN在高溫下無軟化現象。熱壓BN具有很高的使用溫度,在氮氣或怕性氣氛小酌最高使用溫度可到2800℃,在氨氣氛中甚至加熱到3000℃而仍不分解。不過它在氧化氣氛中的穩定性較差,使用溫度只能限於900℃以下。在連續和強烈地加熱情況下,BN會燃煉火焰呈綠白色,同時發出B2O3煙。在4×10-3毫米汞柱的真空個,熱壓則於1800℃就開始迅速分解,分解為元素B和N。
氮化硼與其他陶瓷材料相比,具有較低的膨脹系數,大多數實驗數值在2~2.75╳10-5/度的范圍。表1—6為熱壓BN的熱膨脹系數。
氮化硼與其他陶瓷材料的熱性能比較
氮化硼 氧化鈹 氧化鋁 滑石瓷 氧化鋯 氟樹脂 石英玻璃
最高使用溫度空氣900
氬氣2800 2000 1750 1100 2000 250 1300
導熱系數 0.06 0.61 0.06 0.006 0.005 —— 0.004~0.01
卡.厘米.秒.度
膨脹系數
*10^-6/℃ 2~7.5 7.8 8.6 8.7 10.0 —— 0.5
熱壓氮化硼具有與不銹鋼相似的導熱系數,在陶瓷材料中,BN的導熱性能僅次於BeO。但值得指出,BN的導熱系數隨溫度的上升而下降的趨勢不大,如表1—7所示。在600以上,BN的導熱系數高於BeO的,在1000℃時,垂直c軸向的導熱系數高於所有已知的電絕緣體的熱導率而名列陶瓷材料之前茅,其值為0.064卡/厘米•秒•度。如果加有某些特殊添加物時,其熱導率可進一步提南到1.0卡/厘米•秒•度以上。有趣的是,由BCl3與NH3在高溫反應合成的BN粉卻是一種優良的熱絕緣體,因為其體積密度相當低,僅0.1克/厘米3。
由於氮化硼具有較低的熱膨脹、較高的導熱系數,所以相應地BN的熱穩定性相當優良,材料反復經受強烈熱震也不破壞。不破壞。例如,熱壓BN試檸任1000溫度場個保持20分鍾後, 立即移入空氣中冷卻或用風扇冷卻至室溫, 再送回1000℃的溫度場中,如此反復冷熱循環數百次也不見材料開裂破壞。但經過這樣反復熱震後的材料,其強度受到一定的損失,其損失程度取決於BN的純度及試樣的大小而不等,最高可達30%。受潮的試樣直接投入600℃以上的爐內會發生碎裂,這種現象可解釋為由於吸潮而在體內形成的水化物(H3BO3之類)在受熱後急速分解時形成的水蒸汽的壓力所造成;除此之外,由於熱壓BN在團體結構上存在著細微孔隙和表面微裂紋等缺陷,因此與液體介質接觸後,吸附介質的劈裂作用也是引起碎裂的一個重要因素。
常見的工程材料,導熱與導電性能一般總是—致的。例如,金屬是優良的導電體,也是優良的導熱體;非金屬是電的絕緣體,又是熱的絕緣體。而氮化硼卻是一種別具一格的材料。它既是熱的優良導體,又是電的優良絕緣體。熱壓BN的常溫體積電阻值大於1011歐姆—匣米,但隨著相對濕度而有變化。高純度且乾燥的BN,其最大體積電阻值可達1016~1018歐姆—厘米,即使在1000℃高溫下,其值仍有10~104歐姆—厘米。
純的BN和含有B2O3的BN製品,兩者的電阻值有很大的差異,後者由於存在B2O3,起電阻值比前者為低,當在950℃~1350℃之間B2O3破除去時,其電阻值就增加。
氮化硼的介電常數在陶瓷材抖中也可算是小的,其值3~5。介質損耗低,但潮濕度對其有較大的影響。
氮化硼具有很高的電擊穿強度,約為Al2O3材料的四倍,其值為30~千伏/毫米。
氮化硼超導狀態的轉化溫度為-271℃,半導體限制區寬度為E0=4.6ev。
與其它材料比較,氮化硼具有優良的電性能,所以作為高頻絕緣、高壓絕緣和高溫絕緣的材料是很理想的。表1—10表示BN與某些材料的電性能比較。
氮化硼和某些材料的電性能
材料 使用溫度℃擊穿強度kv/mm介電常數 介質損耗tgδ*10^-4體積電阻Ω-cm
氮化硼 2800 30~40 3~5 2~8 10^16~10^5(20-1000℃)
氧化鋁1750 7~15 8~9 4 10^10~10^6(20-1000℃)
滑石瓷 1100 10~14 5.5~7.5 6 10^16
鎂橄欖石瓷 1100 14 6 1 10^17
酚醛樹脂100 10~15 5~8 —— 10^12~10^15
氟樹脂 250 35 2 2 10^15
石英玻璃 1300 16 3.5~4.0 3 10^15~10^4(20-1000℃)