Nitrur de borés un cristall format per àtoms de nitrogen i bor. La composició química és d'un 43,6% de bor i un 56,4% de nitrogen, amb quatre variants diferents: HBN, RBN, CBN i WBN. El CBN sol ser un cristall negre, marró o vermell fosc amb una estructura d'esfalerita i una bona conductivitat tèrmica. La duresa és la segona només després del diamant i és un material superdur que s'utilitza habitualment com a materials d'eina i abrasius. BN és resistent als atacs químics i no és erosionat per àcids inorgànics i aigua. L'enllaç de nitrogen de bor es trenca en àlcali concentrat calent. L'oxidació comença a l'aire a 1200 graus. La descomposició comença a uns 2700 graus al buit. Lleugerament soluble en àcid ardent, insoluble en aigua freda, densitat relativa 2,29. La resistència a la compressió és de 170Mpa. La temperatura màxima de funcionament és de 900 graus en una atmosfera oxidant i de 2800 graus en una atmosfera reductora inactiva, però el rendiment de lubricació és baix a temperatura ambient. La majoria de les propietats del BN són millors que els materials de carboni. Per a HBN: baix coeficient de fricció, bona estabilitat a alta temperatura, bona resistència al xoc tèrmic, alta resistència, alta conductivitat tèrmica, baix coeficient d'expansió, alta resistivitat, resistència a la corrosió, transmissió de microones o infrarojos.
|
Fórmula química |
BN |
|
Missa exacta |
25 |
|
Pes molecular |
25 |
|
m/z |
25 (100.0%), 24 (24.8%) |
|
Anàlisi elemental |
B, 43.56; N, 56.44 |
|
|
|
|
Característiques del material
El CBN sol ser un cristall negre, marró o vermell fosc amb una estructura d'esfalerita i una bona conductivitat tèrmica. La duresa només per darrere del diamant, és un material superdur que s'utilitza habitualment com a material d'eina i abrasiu.
Nitrur de borté resistència química i no es corroeix per àcids inorgànics i aigua. L'enllaç de nitrogen de bor es trenca en àlcali concentrat calent. L'oxidació comença a l'aire per sobre dels 1200 graus. La descomposició comença al voltant dels 2700 graus sota buit. Lleugerament soluble en àcid calent, insoluble en aigua freda, amb una densitat relativa de 2,29. Quan es bull amb aigua, la hidròlisi és molt lenta, produint una petita quantitat d'àcid bòric i amoníac. No reacciona amb àcids febles i bases fortes a temperatura ambient i és lleugerament soluble en àcids calents. Només es pot descompondre quan es tracta amb hidròxid de potassi fos, i el clor només pot reaccionar amb ell en condicions de calor vermell.
La resistència a la compressió és de 170 MPa. La temperatura màxima de funcionament en atmosfera oxidant és de 900 graus, mentre que pot arribar als 2800 graus en atmosfera reductora no reactiva, però el rendiment de lubricació és baix a temperatura ambient. La majoria de les propietats del BN són superiors als materials de carboni. Per a HBN: baix coeficient de fricció, bona estabilitat a alta temperatura, bona resistència al xoc tèrmic, alta resistència, alta conductivitat tèrmica, baix coeficient d'expansió, alta resistivitat elèctrica, resistència a la corrosió, transparència de microones o infrarojos.
Estructura material
El sistema de cristalls hexagonals BN, més comunament en gelosia de grafit, també té variants amorfes. A més de la forma de cristall hexagonal, BN té altres formes de cristall, com ara r-BN, c-BN i w-BN. La gent fins i tot ha descobert cristalls de BN bidimensionals que s'assemblen al grafit prim.
El de producció comunanitrur de borté una estructura de tipus grafit, comunament coneguda com a grafit blanc. Un altre tipus és el tipus de diamant, que és similar al principi de transformació del grafit en diamant. El tipus de grafit BN es pot transformar en el tipus de diamant BN a alta temperatura (1800 graus) i alta pressió (8000Mpa) [5-18GPa]. És un nou tipus de material superdur resistent a altes temperatures que s'utilitza per fabricar broques, eines de mòlta i eines de tall.
Mètode de preparació
El 1957, Wentorf va sintetitzar per primera vegada el BN cúbic artificialment. Quan la temperatura s'acosta o supera els 1700 graus i la pressió mínima és 11-12GPa, l'HBN pur es transforma directament en CBN. Posteriorment, es va descobrir que l'ús de catalitzadors pot reduir significativament la temperatura i la pressió de transició. Els catalitzadors utilitzats habitualment inclouen metalls alcalins i alcalinotèrres, nitrurs alcalins i alcalinotèrres, fluoronitrurs alcalinotèrres, sals de borat d'amoni i fluorurs inorgànics. La temperatura i la pressió necessàries per utilitzar el borat d'amoni com a catalitzador són les més baixes, amb una pressió de 5 GPa a 1500 graus i un rang de temperatura de 600-700 graus a 6 GPa. A partir d'això, es pot veure que, tot i que l'addició de catalitzadors pot reduir considerablement la temperatura i la pressió de transformació, la temperatura i la pressió requerides encara són relativament altes. Per tant, l'equip per a la seva preparació és complex, el cost és elevat i la seva aplicació industrial és limitada.
El 1979, Sokolowski va preparar amb èxit pel·lícules de CBN utilitzant tecnologia de plasma polsat a baixa temperatura i baixa pressió. L'equip utilitzat és senzill i el procés és fàcil d'implementar, fet que ha portat a un desenvolupament ràpid. Han sorgit diversos mètodes de deposició de vapor. Tradicionalment, es refereix principalment a la deposició de vapor termoquímic. La configuració experimental consisteix generalment en tubs de quars resistents a la calor i dispositius de calefacció. El substrat es pot escalfar mitjançant un forn de calefacció (CVD de paret calenta) o calefacció per inducció d'alta freqüència (CVD de paret freda). El gas de reacció es descompon a la superfície del substrat d'alta temperatura i experimenta una reacció química per dipositar una pel·lícula. El gas de reacció és una barreja de BCl3 o B2H6 i NH3.
Aquest mètode utilitza aigua com a mitjà de reacció en un entorn de reacció d'alta temperatura i alta pressió dins d'un autoclau, permetent que es dissolguin substàncies que solen ser insolubles o difícils de dissoldre. La reacció també pot experimentar una recristal·lització. La tecnologia hidrotèrmica té dues característiques: en primer lloc, té una temperatura relativament baixa, i en segon lloc, es realitza en un recipient tancat per evitar la volatilització dels components. Com a mètode de síntesi a baixa temperatura i baixa pressió, s'utilitza per sintetitzar BN cúbic a baixes temperatures.
Com a mètode emergent recentment per sintetitzar nanomaterials a baixa temperatura, la síntesi tèrmica de benzè ha rebut una atenció generalitzada. A causa de la seva estructura conjugada estable, el benzè és un excel·lent dissolvent per a la síntesi solvotèrmica i recentment s'ha desenvolupat amb èxit en una tècnica de síntesi tèrmica de benzè, tal com es mostra a l'equació de reacció:
BCl3 + Li3N ⇨ BN + 3 LiCl
O BBr3+Li3N → BN+3LiBr
La temperatura de reacció és de només 450 graus, i la tecnologia de síntesi tèrmica de benzè pot preparar una fase metaestable que només pot existir en condicions extremes i pressió ultraalta a temperatures i pressions relativament baixes. Aquest mètode permet la preparació de cúbics a baixa temperatura i baixa pressiónitrur de bor. No obstant això, aquest mètode encara es troba en fase d'investigació experimental i és un mètode sintètic amb un gran potencial d'aplicació.
Tecnologia d'autopropagació
En utilitzar energia externa per induir reaccions químiques altament exotèrmiques, el sistema experimenta reaccions localitzades per formar un front de reacció química (ona de combustió). La reacció química es desenvolupa ràpidament amb el suport del seu propi alliberament de calor, i l'ona de combustió s'estén per tot el sistema. Tot i que aquest mètode és un mètode de síntesi inorgànic tradicional, només s'ha informat en els últims anys per a la síntesi de BN.
Tecnologia de pulverització iònica
Mitjançant la tecnologia de deposició per pols de partícules, s'obté un producte mixt de BN cúbic i BN hexagonal. Tot i que aquest mètode té menys impureses, la morfologia del producte és difícil de controlar per la dificultat de controlar les condicions de reacció. Encara hi ha un gran potencial per al desenvolupament de la investigació sobre aquest mètode.
Tecnologia de síntesi tèrmica de carboni
Aquest mètode utilitza àcid bòric com a matèria primera, carboni com a agent reductor i gas amoníac per nitrur BN a la superfície del carbur de silici. El producte resultant té una puresa elevada i un gran valor d'aplicació per a la preparació de materials compostos.
Mètode de reducció induïda per làser
Utilitzant el làser com a font d'energia externa per induir reaccions redox entre els precursors de la reacció i combinar B i N per generar BN, però aquest mètode també produeix una fase mixta.
1. Desenganxants per a la conformació de metalls i lubricants per a l'embutició de metalls.
2. Materials electrolítics i resistius especials en condicions d'alta temperatura.
3. Lubricants sòlids d'alta temperatura, additius antidesgast per extrusió, additius per a la producció de materials compostos ceràmics, materials refractaris i additius antioxidants, especialment per a aplicacions que resisteixen la corrosió del metall fos, additius de millora tèrmica i materials d'aïllament resistents a altes temperatures.
4. Dessecants termosellants per a transistors i additius per a polímers com resines plàstiques.
5. Premsat en diverses formes de productes BN, que es poden utilitzar com a components d'alta temperatura, alt voltatge, aïllament i dissipació de calor.
6. Materials de blindatge tèrmic en aeroespacial.
7. Amb la participació d'un catalitzador, es pot convertir en BN cúbic que és tan dur com el diamant mitjançant un tractament d'alta temperatura i alta pressió.
8. Materials estructurals dels reactors atòmics.
9. Broquets per a avions i motors de coets.
10. Aïllants per arcs elèctrics i de plasma d'alta tensió, alta freqüència.
11. Materials d'embalatge que eviten la radiació de neutrons.
12. Un material superdur processat a partir de BN, que es pot utilitzar per fabricar eines de tall i broques d'alta velocitat per a l'exploració geològica i la perforació de petroli.
No només una empresa cibernètica i immigració tradicional
13. Anells de separació utilitzats en metal·lúrgia per a acer colat en continu, ranures de flux per a ferro amorf i agents d'alliberament per a l'alumini fos continu (diversos agents d'alliberament de vidre òptic).
14. Feu vaixells d'evaporació per a diversos revestiments d'alumini de pel·lícula de condensadors, revestiments d'alumini de tubs de raigs catòdics, revestiments d'alumini de visualització, etc.
15. Diverses bosses d'embalatge d'alumini de conservació fresca, etc.
16. Diversos làser anti-falsificació d'alumini, materials d'estampació en calent de marca registrada, diverses etiquetes de cigarrets, etiquetes de cervesa, caixes d'embalatge, caixes d'embalatge de cigarrets, revestiment d'alumini, etc.
17. Els cosmètics s'utilitzen com a farcits de pintallavis, que no són tòxics, lubricants i brillants.
Nitrur de bores va introduir fa més de 100 anys, i la seva aplicació més primerenca va ser el BN hexagonal com a lubricant d'alta temperatura. La seva estructura i propietats són molt semblants al grafit, i també és de color blanc pur, per això es coneix comunament com "grafit blanc".
La ceràmica BN es va descobrir ja l'any 1842. Des de la Segona Guerra Mundial s'han dut a terme una àmplia investigació sobre materials BN a l'estranger, i no va ser fins al 1955 que es va desenvolupar el mètode de premsat en calent BN. L'American Diamond Company i la United Carbon Company van ser les primeres a entrar en producció, produint més de 10 tones el 1960.
El 1957, RH Wentrof va ser el primer a desenvolupar amb èxit CBN. El 1969, General Electric el va vendre com a Borazon, i el 1973, els Estats Units van anunciar la producció d'eines de tall CBN.
El 1975, el Japó va importar tecnologia dels Estats Units i també va preparar eines de tall CBN.
El 1979, la tecnologia de plasma polsat es va utilitzar amb èxit per primera vegada per preparar pel·lícules primes de c-BN col·lapsades a baixa temperatura i baixa pressió.
A finals de la dècada de 1990, la gent va poder preparar pel·lícules primes de c-BN mitjançant diversos mètodes de deposició física de vapor (PVD) i deposició de vapor químic (CVD).
Des d'una perspectiva interna a la Xina, el desenvolupament ha avançat ràpidament. La investigació sobre pols BN va començar el 1963, es va desenvolupar amb èxit el 1966 i es va posar en producció i aplicar-se a la indústria i la tecnologia d'avantguarda de la Xina el 1967.
Etiquetes populars: nitrur de bor en pols cas 10043-11-5, proveïdors, fabricants, fàbrica, venda a l'engròs, compra, preu, a granel, a la venda