Nitrid boru

Nitrid boru
Všeobecné
Systematický název	Nitrid boru
Tradiční jména	nitrid boritý, nitrid boritý, dusíkatý bor, kingsonit, elbor, borazon, kyborit, kubonit
Chem. vzorec	BN
Krysa. vzorec	BN
Fyzikální vlastnosti
Stát	bezbarvé krystaly
Molární hmotnost	24,818 g/ mol
Hustota	2,18 g/cm³
Tepelné vlastnosti
Teplota
•  tání	2973 °C
Entalpie
•  vzdělávání	476,98 kJ/mol
Struktura
Krystalická struktura	Šestihranný
Klasifikace
Reg. Číslo CAS	10043-11-5
PubChem	66227
Reg. číslo EINECS	233-136-6
ÚSMĚVY	B#N
InChI	InChI=lS/BN/cl-2PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N
RTECS	ED7800000
CHEBI	50883
ChemSpider	59612
Bezpečnost
Toxicita	netoxický
NFPA 704	0 0 0
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.
Mediální soubory na Wikimedia Commons

Nitrid boru  je binární sloučenina boru a dusíku . Chemický vzorec: BN . Krystalický nitrid boru je isoelektronický vůči uhlíku a stejně jako uhlík existuje v několika polymorfních modifikacích.

Allotropy

• α-BN, šestiúhelníkový
• α-BN, šestiúhelníkový
• β-BN, struktura sfaleritového typu
• w-BN, struktura typu wurtzit

Jsou známy následující alotropní modifikace nitridu boru:

• hexagonální (α) - h-BN, ( bílý grafit  je bílý prášek podobný mastku , má hexagonální krystalickou strukturu podobnou grafitu , bod tání 3000 °C, polovodič , používá se jako pevné vysokoteplotní mazivo);
• kubický (β) typ sfaleritu , podobný diamantu : elbor ( borazon , cubonit , kingsongit [1] [2] , hustota borazonu 3,51 g/cm³.);
• hustý hexagonální (w), wurtzitový typ , podobný lonsdaleitu .

Nitrid boru může existovat také ve formě různých amorfních modifikací, stejně jako hexagonálních nanotrubic a monovrstev .

Fyzikální vlastnosti

Tepelná vodivost hexagonální formy za normálních podmínek dosahuje u kvalitního krystalu 400 W/(m K) pro určitý směr [3] , i když pro jiné směry v krystalu a pro prášky je mnohem nižší a pro jiné formy se liší. z BN. Je dobře dispergován v taveninách a pastovitých směsích. Mohsova tvrdost β-formy je 9,5.

Chemické vlastnosti

Nitrid boru se do ~700 °C neoxiduje kyslíkem, rozkládá se v horkých alkalických roztocích za uvolňování amoniaku. S fluorovodíkem tvoří NH 4 [BF 4 ], s fluorem tvoří BF 3 a N 2 .

Netoxický.

Získání

Nitrid boru se získává reakcí oxidu boritého B 2 O 3 s amoniakem NH 3 při teplotě ~2000 °C, plazmochemicky, kdy je amorfní bor přiváděn do dusíkové plazmové trysky při 5000–6100 K, a také při pyrolýza při 1300–2300 K směsi těkavých sloučenin dusíku a boru.

Aplikace

Elbor se používá jako vysoce kvalitní brusný materiál, který v mnoha ohledech předčí diamant : například se při zahřívání nerozpouští v železe , což umožňuje jeho použití pro vysoce produktivní zpracování oceli. Produkty potažené nitridem boru jsou žádané pro hrubovací a dokončovací díly, především v takových průmyslových odvětvích, jako je těžké strojírenství, automobilový průmysl, hornictví a stavebnictví. Může být také použit jako plnivo zlepšující tepelnou vodivost, schopné pracovat bez mazání, v elektroizolačních materiálech, zejména v izolaci elektrických strojů [4] .

Nitrid boru s hexagonální mřížkou (hBN) je slibným materiálem pro vytváření optických mikroskopů s vysokým rozlišením . Polaritony vytvořené na povrchu krystalu zkonstruovaného z 99% čistého izotopu boru umožňují mnohonásobně snížit difrakční mez a dosáhnout rozlišení v řádu desítek a dokonce jednotek nanometrů [5] .

Nanotrubice z nitridu boru jsou slibným materiálem pro výrobu lithium-sírových baterií. Zlepšují spolehlivost a stabilitu baterií, které jinak trpí rychlou degradací během cyklů nabíjení a vybíjení [6] .

Terč z nitridu boru se používá v pokročilých zařízeních pro laserem indukované jaderné reakce.

Poznámky

1. ↑ Nový minerál: Cubonit z útrob Země . Populární mechanika (3. srpna 2013). "Mezinárodní mineralogická asociace (IMA) minulý týden oficiálně potvrdila objev uskutečněný mezinárodním týmem vědců v roce 2009: existuje přirozená kubická modifikace nitridu boru zvaná qingsongit." Získáno 4. srpna 2013. Archivováno z originálu dne 5. srpna 2013. (Ruština)
2. ↑ Iqbal Pittalwala. Mezinárodní výzkumný tým objevuje nový minerál  . University of California (2. srpna 2013). — „Geologové z Kalifornské univerzity v Riverside objevili nový minerál, kubický nitrid boru, který nazvali „qingsongit“. Objev, učiněný v roce 2009, byl tento týden oficiálně schválen Mezinárodní mineralogickou asociací.“ Získáno 4. srpna 2013. Archivováno z originálu 13. srpna 2013.
3. ↑ Insun Jo, Michael Thompson Pettes, Jaehyun Kim, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Zhen Yao a Li Shi. Tepelná vodivost a fononový transport v zavěšeném několikavrstvém hexagonálním nitridu boru // Nano Lett. - 2013. - Sv. 13. - S. 550-554. - doi : 10.1021/nl304060g . arXiv : 1302.1890 .
4. ↑ EB SPbSPU - Bezborodov, Andrej Andrejevič. Vliv jemně rozptýlených plniv na termofyzikální a elektrické vlastnosti . Staženo 5. května 2020. Archivováno z originálu dne 24. února 2020. (neurčitý)
5. ↑ Hyperlenses umožní zvážit i živé viry // x32 online magazín (13. prosince 2017)
6. ↑ Australský startup pomůže velkým výrobcům uvést na trh slibné lithium-sirné baterie // 3DNews Daily Digital Digest (28. září 2021) . Získáno 28. září 2021. Archivováno z originálu dne 28. září 2021. (neurčitý)

Literatura

• Knunyants I. L. et al. v. 1 A-Darzan // Chemical Encyclopedia. - M. : Sovětská encyklopedie, 1988. - 623 s. — 100 000 výtisků.
• Berlin AA Polymer Composite Materials: vlastnosti, struktura, technologie. - Petrohrad: Profese, 2008. - 560 s.
• Digonsky SV Procesy syntézy a slinování žáruvzdorných látek v plynné fázi. — Moskva, GEOS, 2013, 462 s.

Odkazy

• Kompozity využívající BN Nanotubes Archivováno 25. září 2020 na Wayback Machine // PostNauka

Slovníky a encyklopedie	Velká Katalánština velká čínština Skvělý norský Velký Rus Brockhaus a Efron Britannica (online)
V bibliografických katalozích	GND : 4146352-3 J9U : 987007541407005171 LCCN : sh86001350