Быстрый Поиска
Азанилидинборан — синтетическое химическое соединение, состоящее из атомов бора и азота, обычно встречающееся в кристаллических формах, таких как гексагональный Азанилидинборан (h-BN) и кубический Азанилидинборан (c-BN), которые изоэлектронны графиту и алмазу соответственно.
Гексагональный азанилидинборан — это белый смазочный материал, известный как «белый графит», ценимый за свою теплопроводность, электроизоляцию и устойчивость к высоким температурам, в то время как кубический азанилидинборан — один из самых твердых материалов, используемый в режущих инструментах и абразивах.
Уникальные свойства азанилидинборана, включая химическую инертность, устойчивость к окислению и разнообразные кристаллические формы, делают его универсальным материалом, который находит применение в электронике, нанотехнологиях, косметике и высокопроизводительной керамике.
Номер CAS: 10043-11-5
Номер ЕС: 233-136-6
Молекулярная формула: BN
Молекулярный вес: 24,82 г/моль
Синонимы: Нитрид бора, 10043-11-5, азанилидинборан, Эльбор, Мононитрид бора, Боразон, Эльборон, Кубонит, Вюрцин, Гексанит R, Гексанит R, Гексанит R, Супермогучий М, Кубонит KR, Денка Нитрид бора GP, Эльбор R, Денка GP, Эльбор RM, Шо БН, Нитрид бора (BN), Шо БН HPS, UHP-Ex, SP 1 (Нитрид), BN 40SHP, KBN-H10, Эльбор ЛО 10Б1-100, Борнитрид, нитрат бора, нитрат бора, BZN 550, EINECS 233-136-6, UNII-2U4T60A6YD, Нанотрубки нитрида бора, 2U4T60A6YD, DTXSID5051498, CHEBI:50883, EC 233-136-6, MFCD00011317, Дисперсия нитрида бора, Чернила из гексагонального нитрида бора, (BN), [BN], Белый графит, BN, Нанонитрид бора, Порошок нитрида бора, Нитрид бора 99%, Нанопорошок нитрида бора, H-BN, Микропорошок нитрида бора, Наностержни нитрида бора?, Нитрид бора, низкое связующее, H-BN-A, H-BN-B, H-BN-C, 78666-05-4, ГЕКСАГОНИЧЕСКИЙ нитрид бора, Порошок гексагонального нитрида бора, Мишень для распыления нитрида бора, DTXCID9030046, Нитрид бора Порошок, 99% нано, Свойства нанотрубок нитрида бора, AKOS015833702, Нитрид бора BN GRADE C (H?gan?s), Нитрид бора, порошок, ~1 мкм, 98%, Нитрид бора BN GRADE A 01 (H?gan?s), Нитрид бора BN GRADE B 50 (H?gan?s), Нитрид бора BN GRADE F 15 (H?gan?s), NS00082120, Q/TY. J08.34-2022, Нанотрубки нитрида бора (B) Структура бамбука, LUBRIFORM? Нитрид бора BN 10 (H?gan?s), LUBRIFORM? Нитрид бора BN 15 (H?gan?s), аэрозольный спрей из нитрида бора (hBN) (13 унций/369 г), нанотрубки нитрида бора (C) цилиндрическая структура, Q410193, нитрид бора, огнеупорная краска, наносимая кистью, BN 31%, J-000130, нитрид бора, нанопластинка, поперечные размеры <5 мк, стержень из нитрида бора, диаметр (мм), 12,7, длина (мм), 300, стержень из нитрида бора, диаметр (мм), 6,4, длина (мм), 300, нитрид бора, сертифицированный ERM(R) эталонный материал, порошок, прямоугольная пластина из нитрида бора, длина (мм), 125, ширина (мм), 125, толщина (мм), 12,7, прямоугольный нитрид бора Пластина, Длина (мм), 125, Ширина (мм), 125, Толщина (мм), 6.4, Нитрид бора, нанопорошок, <150 нм средний размер частиц (BET), 99% на основе следов металлов, 174847-14-4
Азанилидинборан — синтетическое химическое соединение, состоящее из атомов бора и азота, обычно встречающееся в нескольких кристаллических формах, которые напоминают углеродные структуры, такие как гексагональный Азанилидинборан (h-BN) и кубический Азанилидинборан (c-BN).
Гексагональный азанилидинборан, наиболее стабильная и часто встречающаяся форма, представляет собой белый смазочный материал, часто называемый «белым графитом» из-за его структурного и функционального сходства с графитом.
Азанилидинборан известен своей превосходной теплопроводностью, электроизоляцией и устойчивостью к высоким температурам, что делает его предпочтительным материалом для применения в электронике, покрытиях и высокопроизводительной керамике.
С другой стороны, кубический азанилидинборан является одним из самых твердых известных материалов, уступая по твердости только алмазу, и широко используется в режущих инструментах и абразивах для обработки твердых материалов.
Азанилидинборан проявляет замечательную химическую инертность, устойчивость к окислению и низкую плотность, что способствует его универсальности в суровых условиях.
Кроме того, новые области применения включают его использование в нанотехнологиях, где азанилидинборановые нанотрубки и нанолисты привлекли внимание своей механической прочностью, термической стабильностью и потенциалом в электронных и оптических устройствах.
Благодаря этому уникальному сочетанию свойств азанилидинборан стал важнейшим материалом в различных промышленных, научных и технологических областях.
Азанилидинборан зарегистрирован в соответствии с Регламентом REACH и производится и/или импортируется в Европейскую экономическую зону в объемах от ≥ 100 до < 1 000 тонн в год.
Азанилидинборан используется потребителями, в изделиях, профессиональными рабочими (широко распространенное применение), при приготовлении или переупаковке, на промышленных объектах и в производстве.
Азанилидинборан — термически и химически стойкое тугоплавкое соединение бора и азота с химической формулой азанилидинборан.
Азанилидинборан существует в различных кристаллических формах, которые изоэлектронны аналогично структурированной углеродной решетке.
Гексагональная форма, соответствующая графиту, является наиболее стабильной и мягкой среди полиморфов азанилидинборана, поэтому ее используют в качестве смазочного материала и добавки к косметическим продуктам.
Кубическая разновидность (структура цинковой обманки, также известная как сфалерит), аналогичная алмазу, называется c-Азанилидинборан.
Нитрид бронзы мягче алмаза, но его термическая и химическая стабильность выше.
Редкая модификация вюрцита азанилидинборан похожа на лонсдейлит, но немного мягче кубической формы.
Благодаря превосходной термической и химической стабильности керамика на основе азанилидинборана используется в высокотемпературном оборудовании и литье металлов.
Азанилидинборан имеет потенциал использования в нанотехнологиях.
Эмпирическая формула азанилидинборана обманчива.
Азанилидинборан совсем не похож на другие двухатомные молекулы, такие как оксид углерода (CO) и хлористый водород (HCl).
Скорее, азанилидинборан имеет много общего с углеродом, представление которого в виде одноатомного C также вводит в заблуждение.
Азанилидинборан, как и углерод, имеет множество структурных форм.
Наиболее стабильная структура азанилидинборана, hBN (показана), изоэлектронна графиту и имеет такую же гексагональную структуру с аналогичной мягкостью и смазочными свойствами.
hBN также может быть получен в виде графеноподобных листов, которые можно формировать в нанотрубки.
Напротив, кубический BN (cBN) изоэлектронен алмазу.
Азанилидинборан не такой твердый, но более термически и химически устойчив.
Азанилидинборан также гораздо проще в изготовлении.
В отличие от алмаза, азанилидинборан нерастворим в металлах при высоких температурах, что делает его полезным абразивным и устойчивым к окислению металлическим покрытием.
Существует также аморфная форма (aBN), эквивалентная аморфному углероду.
Азанилидинборан — это в первую очередь синтетический материал, хотя сообщалось о его природном месторождении.
Попытки получить чистый азанилидинборан предпринимались еще в начале 20 века, однако коммерчески приемлемые формы были получены только в последние 70 лет.
В патенте 1958 года, полученном компанией Carborundum Company (Льюистон, штат Нью-Йорк), Кеннет М. Тейлор изготовил формованные изделия из азанилидинборана путем нагревания борной кислоты (H3BO3) с металлической солью оксикислоты, такой как фосфат, в присутствии аммиака для образования «смеси» азанилидинборана, которая затем была спрессована в форму.
Сегодня используются похожие методы, которые начинаются с триоксида бора (B2O3) или H3BO3 и используют аммиак или мочевину в качестве источника азота.
Все методы синтеза приводят к получению несколько загрязненного aBN, который очищается и преобразуется в hBN путем нагревания при температурах, превышающих используемые при синтезе.
Аналогично получению синтетического алмаза hBN преобразуется в cBN под высоким давлением и температурой.
Азанилидинборан — уникальный ингредиент, широко популярный в индустрии средств личной гигиены и косметики.
Азанилидинборан имеет белый, мягкий и порошкообразный вид, похожий на тальк.
Азанилидинборан придает косметическим составам гладкую, шелковистую текстуру и помогает улучшить их растекаемость и смешиваемость.
Азанилидинборан может действовать как матирующий агент, уменьшая блеск и жирность кожи.
Кроме того, азанилидинборан обладает превосходной теплопроводностью, что делает его полезным в термостойкой косметике.
Химическая формула азанилидинборана — BN.
Азанилидинборан — нетоксичное термически и химически тугоплавкое соединение с высоким электрическим сопротивлением и низкой плотностью, обычно встречающееся в виде бесцветных кристаллов или белого порошка.
Азанилидинборан, являясь современным керамическим материалом, имеет уникальную структуру, которая придает ему свойства, схожие как с графитом, так и с алмазом, благодаря чему он получил такие прозвища, как «белый графен» или «неорганический графит».
Благодаря своим разнообразным областям применения и замечательным физическим свойствам азанилидинборан широко изучается и используется в различных отраслях промышленности — от электроники до косметики.
В этой статье мы рассмотрим свойства, плотность, структуру, методы производства и применение азанилидинборана.
Азанилидинборан — это современный синтетический керамический материал, доступный в твердой и порошкообразной форме.
Уникальные свойства азанилидинборана — от высокой теплоемкости и исключительной теплопроводности до легкой обрабатываемости, смазывающей способности, низкой диэлектрической проницаемости и превосходной диэлектрической прочности — делают азанилидинборан поистине выдающимся материалом.
В твердом виде азанилидинборан часто называют «белым графитом», поскольку он имеет микроструктуру, похожую на структуру графита.
Однако, в отличие от графита, азанилидинборан является прекрасным электроизолятором, имеющим более высокую температуру окисления.
Азанилидинборан обладает высокой теплопроводностью и хорошей стойкостью к тепловым ударам, его можно легко обрабатывать с жесткими допусками практически любой формы.
После механической обработки азанилидинборан готов к использованию без дополнительных операций термообработки или обжига.
Азанилидинборан, синтетически полученное кристаллическое соединение бора и азота, промышленный керамический материал ограниченного, но важного применения, в основном в электроизоляторах и режущих инструментах.
Азанилидинборан производится в двух кристаллографических формах: гексагональный азанилидинборан (H-BN) и кубический азанилидинборан (C-BN).
H-BN получают несколькими способами, включая нагревание оксида бора (B2O3) с аммиаком (NH3).
Азанилидинборан представляет собой пластинчатый порошок, состоящий на молекулярном уровне из слоев шестиугольных колец, которые легко скользят друг относительно друга.
Эта структура, схожая со структурой углеродного минерала графита, делает H-BN мягким, скользким материалом; однако, в отличие от графита, H-BN отличается низкой электропроводностью и высокой теплопроводностью.
H-BN часто формуют, а затем подвергают горячему прессованию, получая такие формы, как электроизоляторы и плавильные тигли.
Азанилидинборан также можно наносить вместе с жидким связующим в качестве термостойкого покрытия на металлургическое, керамическое или полимерное оборудование.
C-BN чаще всего изготавливается в виде небольших кристаллов путем воздействия на H-BN чрезвычайно высокого давления (от шести до девяти гигапаскалей) и температуры (от 1500° до 2000° C или от 2730° до 3630° F).
Азанилидинборан по твердости уступает только алмазу (приближается к максимальному значению 10 по шкале твердости Мооса) и, как и синтетический алмаз, часто наносится на металлические или металлокерамические режущие инструменты для обработки твердых сталей.
Благодаря высокой температуре окисления (выше 1900° C или 3450° F) азанилидинборан имеет гораздо более высокую рабочую температуру, чем алмаз (который окисляется выше 800° C или 1475° F).
Азанилидинборан — синтетический материал, который, хотя и был открыт в начале 19 века, не разрабатывался как коммерческий материал до второй половины 20 века.
Бор и азот являются соседями углерода в периодической таблице — в сочетании с бором и азотом они имеют одинаковое число электронов на внешней оболочке — атомные радиусы бора и азота аналогичны радиусам углерода.
Поэтому неудивительно, что азанилидинборан и углерод проявляют сходство в своей кристаллической структуре.
Подобно тому, как углерод существует в виде графита и алмаза, азанилидинборан может быть синтезирован в гексагональной и кубической формах.
Синтез гексагонального порошка азанилидинборана достигается путем нитрирования или аммонолиза оксида бора при повышенной температуре.
Кубический азанилидинборан образуется в результате обработки гексагонального азанилидинборана под высоким давлением и высокой температурой.
Гексагональный азанилидинборан (h-BN) по структуре эквивалентен графиту.
Подобно графиту, пластинчатая микроструктура и слоистая решетчатая структура азанилидинборана придают ему хорошие смазочные свойства.
h-BN устойчив к спеканию и обычно формуется методом горячего прессования.
Кубический азанилидинборан (C-BN) имеет ту же структуру, что и алмаз, и его свойства отражают свойства алмаза.
Действительно, C-BN является вторым по твёрдости материалом после алмаза.
C-BN был впервые синтезирован в 1957 году, но промышленное производство C-BN началось только за последние 15 лет.
Другие формы азанилидинборана:
Гексагональный азанилидинборан может быть расслоен на моно- или многоатомные слои.
Из-за того, что структура азанилидинборана аналогична структуре графена, атомарно тонкий азанилидинборан иногда называют белым графеном.
Механические свойства:
Атомно-тонкий азанилидинборан является одним из самых прочных электроизоляционных материалов.
Монослойный азанилидинборан имеет средний модуль Юнга 0,865 ТПа и прочность на разрыв 70,5 ГПа, и в отличие от графена, прочность которого резко уменьшается с увеличением толщины, листы азанилидинборана из нескольких слоев имеют прочность, аналогичную прочности монослойного азанилидинборана.
Теплопроводность:
Атомно-тонкий азанилидинборан имеет один из самых высоких коэффициентов теплопроводности (751 Вт/мК при комнатной температуре) среди полупроводников и электроизоляторов, а теплопроводность азанилидинборана увеличивается с уменьшением толщины из-за меньшей внутрислоевой связи.
Термическая стабильность:
Стабильность графена на воздухе имеет четкую зависимость от толщины: однослойный графен реагирует с кислородом при 250 °C, сильно легируется при 300 °C и травится при 450 °C; напротив, объемный графит не окисляется до 800 °C.
Атомно-тонкий азанилидинборан имеет гораздо лучшую устойчивость к окислению, чем графен.
Монослойный азанилидинборан не окисляется до 700 °C и может выдерживать температуру до 850 °C на воздухе; двухслойные и трехслойные нанолисты азанилидинборана имеют несколько более высокие температуры начала окисления.
Превосходная термическая стабильность, высокая непроницаемость для газов и жидкостей, а также электроизоляция делают атомарно тонкие азанилидинбораны потенциальными материалами для покрытия, предотвращающими поверхностное окисление и коррозию металлов и других двумерных (2D) материалов, таких как черный фосфор.
Лучшая поверхностная адсорбция:
Было обнаружено, что атомарно тонкий азанилидинборан обладает лучшей поверхностной адсорбционной способностью, чем объемный гексагональный азанилидинборан.
Согласно теоретическим и экспериментальным исследованиям, атомарно тонкий азанилидинборан как адсорбент претерпевает конформационные изменения при поверхностной адсорбции молекул, увеличивая энергию и эффективность адсорбции.
Синергетический эффект атомной толщины, высокой гибкости, более сильной поверхностной адсорбционной способности, электроизоляции, непроницаемости, высокой термической и химической стабильности нанолистов азанилидинборана может повысить чувствительность Рамана на два порядка и в то же время достичь долговременной стабильности и возможности повторного использования, недостижимых для других материалов.
Диэлектрические свойства:
Атомарно тонкий гексагональный азанилидинборан является превосходной диэлектрической подложкой для графена, дисульфида молибдена (MoS2) и многих других электронных и фотонных устройств на основе двумерных материалов.
Как показали исследования с помощью электросиловой микроскопии (ЭСМ), экранирование электрического поля в атомарно тонком азанилидинборане слабо зависит от толщины, что согласуется с плавным затуханием электрического поля внутри многослойного азанилидинборана, выявленным расчетами из первых принципов.
Рамановские характеристики:
Рамановская спектроскопия стала полезным инструментом для изучения различных двумерных материалов, а рамановская сигнатура высококачественного атомарно тонкого азанилидинборана была впервые описана Горбачевым и др. в 2011 году и Ли и др.
Однако два опубликованных результата Рамановской спектроскопии монослоя азанилидинборана не согласуются друг с другом.
Поэтому Кай и др. провели систематические экспериментальные и теоретические исследования, чтобы выявить собственный спектр комбинационного рассеяния атомарно тонкого азанилидинборана.
Азанилидинборан показывает, что атомарно тонкий Азанилидинборан без взаимодействия с субстратом имеет частоту полосы G, схожую с частотой объемного гексагонального Азанилидинборана, но деформация, вызванная субстратом, может вызывать сдвиги Рамана.
Тем не менее, интенсивность комбинационного рассеяния G-полосы атомарно тонкого азанилидинборана можно использовать для оценки толщины слоя и качества образца.
Азанилидинборановая наносетка:
Наносетка азанилидинборана представляет собой наноструктурированный двумерный материал.
Азанилидинборан состоит из одного слоя азанилидинборана, который путем самосборки образует высокорегулярную сетку после высокотемпературного воздействия боразина на чистую поверхность родия или рутения в условиях сверхвысокого вакуума.
Наносетка выглядит как совокупность шестиугольных пор.
Расстояние между двумя центрами пор составляет 3,2 нм, а диаметр пор составляет ~2 нм.
Другие названия этого материала — боронитрен или белый графен.
Наносетка азанилидинборана устойчива на воздухе и совместима с некоторыми жидкостями при температурах до 800 °C.
Азанилидинборановые нанотрубки:
Азанилидинборановые трубочки были впервые созданы в 1989 году Шором и Доланом. Эта работа была запатентована в 1989 году и опубликована в диссертации 1989 года (Долан), а затем в журнале Science 1993 года.
Работа 1989 года также стала первым опытом получения аморфного азанилидинборана с помощью B-трихлорборазина и металлического цезия.
Азанилидинборановые нанотрубки были предсказаны в 1994 году и экспериментально обнаружены в 1995 году.
Их можно представить как свернутый лист h-азанилидинборана.
По своей структуре азанилидинборан является близким аналогом углеродной нанотрубки, а именно длинным цилиндром диаметром от нескольких до сотен нанометров и длиной во много микрометров, за исключением того, что атомы углерода попеременно замещены атомами азота и бора.
Однако свойства азанилидинборановых нанотрубок сильно отличаются: в то время как углеродные нанотрубки могут быть металлическими или полупроводниковыми в зависимости от направления прокатки и радиуса, азанилидинборановая нанотрубка является электрическим изолятором с шириной запрещенной зоны ~5,5 эВ, что в основном не зависит от хиральности и морфологии трубки.
Кроме того, слоистая структура азанилидинборана гораздо более термически и химически стабильна, чем структура графитового углерода.
Аэрогель азанилидинборана:
Аэрогель азанилидинборана — это аэрогель, изготовленный из высокопористого азанилидинборана.
Азанилидинборан обычно состоит из смеси деформированных нанотрубок и нанолистов азанилидинборана.
Азанилидинборан может иметь плотность до 0,6 мг/см3 и удельную площадь поверхности до 1050 м2/г, поэтому его можно использовать в качестве абсорбента, носителя катализатора и среды для хранения газа.
Аэрогели азанилидинборана обладают высокой гидрофобностью и способны поглощать масло в 160 раз больше своего веса.
Они устойчивы к окислению на воздухе при температуре до 1200 °C, поэтому их можно использовать повторно после сгорания поглощенного масла в пламени.
Аэрогели азанилидинборана можно приготовить методом химического осаждения из паровой фазы с использованием шаблона, используя боразин в качестве исходного газа.
Композиты, содержащие азанилидинборан:
Добавление азанилидинборана в керамику на основе нитрида кремния повышает термостойкость получаемого материала.
С этой же целью азанилидинборан добавляют также в керамику на основе нитрида кремния и оксида алюминия и нитрида титана и оксида алюминия.
Другие материалы, армированные азанилидинбораном, включают оксид алюминия и циркония, боросиликатные стекла, стеклокерамику, эмали и композитную керамику с составом борид титана-азанилидинборан, борид титана-нитрид алюминия-азанилидинборан и карбид кремния-азанилидинборан.
Азанилидинборан, стабилизированный диоксидом циркония (ZSBN), производится путем добавления диоксида циркония к азанилидинборану, что повышает термостойкость и механическую прочность азанилидинборана посредством процесса спекания.
Азанилидинборан обладает лучшими эксплуатационными характеристиками, включая превосходную стойкость к коррозии и эрозии в широком диапазоне температур.
Уникальное сочетание теплопроводности, смазывающей способности, механической прочности и стабильности азанилидинборана делает его пригодным для различных применений, включая режущие инструменты и износостойкие покрытия, тепло- и электроизоляцию, аэрокосмическую и оборонную промышленность, а также высокотемпературные компоненты.
Пиролитический азанилидинборан (PBN):
Пиролитический азанилидинборан (PBN), также известный как химически осажденный из паровой фазы азанилидинборан (CVD-BN), представляет собой высокочистый керамический материал, характеризующийся исключительной химической стойкостью и механической прочностью при высоких температурах.
Пиролитический азанилидинборан обычно получают путем термического разложения паров трихлорида бора и аммиака на графитовых подложках при температуре 1900°C.
Пиролитический азанилидинборан (PBN) обычно имеет гексагональную структуру, похожую на гексагональный азанилидинборан (hBN), хотя он может иметь дефекты упаковки или отклонения от идеальной решетки.
Пиролитический азанилидинборан (PBN) демонстрирует ряд замечательных свойств, включая исключительную химическую инертность, высокую диэлектрическую прочность, отличную стойкость к тепловому удару, несмачиваемость, нетоксичность, стойкость к окислению и минимальное газовыделение.
Благодаря высокоупорядоченной плоской текстуре, подобной пиролитическому графиту (ПГ), азанилидинборан проявляет анизотропные свойства, такие как более низкая диэлектрическая проницаемость по вертикали к плоскости кристалла и более высокая прочность на изгиб вдоль плоскости кристалла.
Материал PBN широко используется в качестве тиглей для кристаллов полупроводниковых соединений, выходных окон и диэлектрических стержней ламп бегущей волны, высокотемпературных приспособлений и изоляторов.
Применение азанилидинборана:
Уникальная структура и плотность азанилидинборана позволяют использовать его в широком спектре применений в различных отраслях промышленности.
Универсальность азанилидинборана обусловлена его различными кристаллическими формами, включая гексагональный азанилидинборан (h-BN), кубический азанилидинборан (c-BN) и вюрцитный азанилидинборан (w-BN).
В совокупности эти формы обеспечивают исключительную эффективность азанилидинборана в сложных условиях.
Ниже приведены основные области применения азанилидинборана.
Промышленность и производство:
Азанилидинборан широко используется в режущих и шлифовальных инструментах для твердых материалов, таких как закаленная сталь и износостойкий чугун, благодаря своей высокой твердости и химической стабильности.
Теплопроводность азанилидинборана и его устойчивость к расплавленным металлам делают его предпочтительным материалом для высокотемпературных печей, вакуумных систем и применений при термическом напылении.
Электроника и оптика:
Низкая диэлектрическая проницаемость материала, превосходная термостойкость и электроизоляционные свойства делают его пригодным для использования в полупроводниковых радиаторах и в качестве материала подложки для устройств на основе графена.
В оптической промышленности способность азанилидинборана противостоять окислению и его высокая теплопроводность позволяют применять его в современных оптических покрытиях и электронике.
Автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность:
Гексагональный азанилидинборан обычно используется для создания уплотнений и изоляционных компонентов в автомобильной промышленности, таких как кислородные датчики и тепловые экраны.
Малая плотность и структура азанилидинборана способствуют его использованию в аэрокосмических материалах, где решающее значение имеют снижение веса и термостойкость.
Косметика и медицина:
Смазывающие свойства и нетоксичность азанилидинборана делают его идеальным для косметических средств, включая тени для век, тональные основы и губные помады, где он улучшает гладкость и растекаемость.
Новые исследования предполагают потенциальные возможности применения в области биомедицины, например, в имплантатах и биосовместимых покрытиях.
Другие приложения:
Азанилидинборан часто используется при производстве покрытий для инструментов и форм для повышения их износостойкости.
Азанилидинборан также находит применение в керамике, красках, смолах и высокопроизводительных сплавах.
Приложения
Азанилидинборан — поистине универсальный ингредиент, который находит множество различных применений в косметической промышленности и индустрии ухода за кожей.
Косметическая продукция:
Азанилидинборан используется в качестве наполнителя и связующего вещества, помогая улучшить текстуру и сцепление пудр, теней для век и тональных основ.
Азанилидинборан придает косметическим средствам гладкость и бархатистость, улучшает их растушевку и предотвращает слеживание и образование комков.
Азанилидинборан также действует как светорассеивающий агент, рассеивая свет, чтобы минимизировать появление тонких линий и несовершенств, придавая коже эффект мягкого фокуса.
Уход за кожей:
Азанилидинборан используется благодаря своим маслопоглощающим свойствам.
Азанилидинборан помогает контролировать избыток кожного сала и уменьшает жирный блеск, что делает его подходящим для продуктов, предназначенных для жирной или комбинированной кожи.
Азанилидинборан также известен своей высокой теплопроводностью, что позволяет ему эффективно рассеивать тепло.
Это делает азанилидинборан полезным в таких продуктах, как термостойкие солнцезащитные средства или кремы, обеспечивая ощущение прохлады при нанесении.
Электрические изоляторы:
Сочетание высокой диэлектрической прочности и объемного удельного сопротивления позволяет использовать h-BN в качестве электроизолятора, однако его склонность к окислению при высоких температурах часто ограничивает его применение в условиях вакуума и инертной атмосферы.
Тигли и реакционные сосуды:
Химическая инертность азанилидинборана позволяет использовать его в качестве защитных оболочек термопар, тиглей и футеровки для реакционных сосудов, хотя, как и выше, следует избегать окисления.
Формы и испарительные лодочки:
h-BN используется в насыпном виде или в качестве покрытия для огнеупорных форм, используемых при формовании стекла и сверхпластической формовке титана.
Азанилидинборан также используется в качестве компонента в композитных материалах, например, композитах TiB2/BN для металлических испарительных лодочек и Si3N4/BN для стопорных колец при непрерывной разливке стали.
Горячее изостатическое прессование:
Огнеупорность азанилидинборана в сочетании с тем фактом, что он не смачивается расплавленным стеклом, обусловливает использование h-BN в производстве материалов, подвергаемых горячему изостатическому прессованию (ГИП), в частности керамики.
В этом случае предварительно отформованные детали покрываются h-BN перед инкапсуляцией стеклом и горячим изостатическим прессованием.
Это защищает деталь, подвергаемую горячей изостатической обработке, от фактического контакта со стеклом, что, в свою очередь, облегчает ее удаление после горячей изостатической обработки.
Режущие инструменты и абразивы:
Режущие инструменты и абразивные компоненты, специально предназначенные для работы с низкоуглеродистыми черными металлами, были разработаны с использованием C-BN.
В этом случае инструменты ведут себя аналогично инструментам из поликристаллического алмаза, но их можно использовать для обработки железа и низкоуглеродистых сплавов без риска возникновения реакции.
Подложки для электронных устройств:
C-BN используется для подложек, предназначенных для монтажа электронных компонентов высокой плотности и мощности, где высокая теплопроводность обеспечивает эффективное рассеивание тепла.
Износостойкие покрытия:
Благодаря высокой твердости и превосходным износостойким свойствам азанилидинборана были разработаны покрытия на основе C-BN.
Шестиугольный BN:
Гексагональный BN (h-BN) является наиболее широко используемым полиморфом.
Азанилидинборан является хорошей смазкой как при низких, так и при высоких температурах (до 900 °C, даже в окислительной атмосфере).
Смазка h-BN особенно полезна, когда электропроводность или химическая активность графита (альтернативная смазка) представляют проблему.
В двигателях внутреннего сгорания, где графит может окисляться и превращаться в углеродистый шлам, h-BN с его превосходной термической стабильностью можно добавлять в моторные масла.
Как и в случае со всеми суспензиями наночастиц, проблемой является осаждение в результате броуновского движения.
Осадок может засорить масляные фильтры двигателя, что ограничивает применение твердых смазочных материалов в двигателях внутреннего сгорания только в гоночных автомобилях, где капитальный ремонт двигателей является обычным явлением.
Поскольку углерод обладает значительной растворимостью в некоторых сплавах (например, сталях), что может привести к ухудшению свойств, азанилидинборан часто оказывается более предпочтительным для применений при высоких температурах и/или высоком давлении.
Еще одним преимуществом h-BN перед графитом является то, что смазывающие свойства азанилидинборана не требуют наличия молекул воды или газа, запертых между слоями.
Поэтому смазки h-BN можно использовать в вакууме, например, в космических аппаратах.
Смазывающие свойства мелкозернистого h-BN используются в косметике, красках, стоматологических цементах и грифелях карандашей.
Гексагональный азанилидинборан впервые был использован в косметике около 1940 года в Японии.
Из-за высокой цены азанилидинборана h-BN был исключен из этого применения.
Использование азанилидинборана возродилось в конце 1990-х годов с оптимизацией процессов производства h-BN, и в настоящее время h-BN используется практически всеми ведущими производителями косметической продукции для тональных основ, макияжа, теней для век, румян, карандашей для век, помад и других средств по уходу за кожей.
Благодаря своей превосходной термической и химической стабильности керамика и покрытия на основе азанилидинборана используются в высокотемпературном оборудовании.
h-BN может быть включен в состав керамики, сплавов, смол, пластмасс, резины и других материалов, придавая им самосмазывающиеся свойства.
Такие материалы подходят, например, для изготовления подшипников и в сталелитейном производстве.
Во многих квантовых устройствах в качестве материала подложки используется многослойный h-BN.
Азанилидинборан также может использоваться в качестве диэлектрика в резистивных запоминающих устройствах с произвольным доступом.
Гексагональный азанилидинборан используется в ксерографических процессах и лазерных принтерах в качестве барьерного слоя утечки заряда фотобарабана.
В автомобильной промышленности h-BN, смешанный со связующим веществом (оксидом бора), используется для герметизации кислородных датчиков, которые обеспечивают обратную связь для регулировки расхода топлива.
Связующее использует уникальную температурную стабильность и изоляционные свойства h-BN.
Детали могут быть изготовлены методом горячего прессования из четырех коммерческих марок h-BN.
Марка HBN содержит связующее вещество оксид бора; азанилидинборан пригоден для использования при температурах до 550–850 °C в окислительной атмосфере и до 1600 °C в вакууме, но из-за содержания оксида бора чувствителен к воде.
В составе марки HBR используется связующее на основе бората кальция, и ее можно использовать при температуре 1600 °C.
Марки HBC и HBT не содержат связующего вещества и могут использоваться при температуре до 3000 °C.
Нанолисты азанилидинборана (h-BN) можно осаждаться путем каталитического разложения боразина при температуре ~1100 °C в установке химического осаждения из паровой фазы на площади до 10 см2.
Благодаря гексагональной атомной структуре, небольшому несоответствию кристаллической решетки графену (~2%) и высокой однородности они используются в качестве подложек для устройств на основе графена.
Нанолисты азанилидинборана также являются отличными проводниками протонов.
Их высокая скорость переноса протонов в сочетании с высоким электрическим сопротивлением может обеспечить их применение в топливных элементах и электролизе воды.
С середины 2000-х годов h-BN используется в качестве смазки для пуль и каналов стволов в винтовках для точной стрельбы в качестве альтернативы покрытию из дисульфида молибдена, обычно называемому «молибден».
Утверждается, что азанилидинборан увеличивает срок службы ствола, увеличивает интервалы между чисткой канала ствола и уменьшает отклонение точки попадания между первыми выстрелами из чистого канала ствола и последующими выстрелами.
h-BN используется в качестве разделительного состава при работе с расплавленным металлом и стеклом.
Например, компания ZYP Coatings разработала и в настоящее время производит линейку окрашиваемых покрытий h-BN, которые используются производителями расплавленного алюминия, цветных металлов и стекла.
Поскольку h-BN не смачивает и обладает смазывающими свойствами по отношению к расплавленным материалам, покрытая поверхность (т. е. форма или тигель) не прилипает к материалу.
Кубический азанилидинборан:
Кубический азанилидинборан (CBN или c-BN) широко используется в качестве абразива.
Полезность азанилидинборана обусловлена его нерастворимостью в железе, никеле и родственных сплавах при высоких температурах, тогда как алмаз растворяется в этих металлах.
Поэтому для обработки стали используются поликристаллические абразивы c-BN (PCBN), тогда как алмазные абразивы предпочтительны для обработки алюминиевых сплавов, керамики и камня.
При контакте с кислородом при высоких температурах BN образует пассивирующий слой оксида бора.
Азанилидинборан хорошо связывается с металлами за счет образования прослоек боридов или нитридов металлов.
Материалы с кубическими кристаллами азанилидинборана часто используются в режущих кромках режущих инструментов.
Для шлифования используются более мягкие связующие вещества, такие как смола, пористая керамика и мягкие металлы.
Также можно использовать керамические связующие.
Коммерческая продукция известна под названиями «Боразон» (производство Hyperion Materials & Technologies), а также «Эльбор» или «Кубонит» (у российских поставщиков).
В отличие от алмаза, крупные гранулы c-BN можно получить с помощью простого процесса (называемого спеканием) отжига порошков c-BN в потоке азота при температурах немного ниже температуры разложения азанилидинборана.
Эта способность порошков c-BN и h-BN к сплавлению позволяет производить дешевые крупные детали из азанилидинборана.
Подобно алмазу, сочетание высочайшей теплопроводности и электрического сопротивления в c-BN идеально подходит для теплоотводов.
Поскольку кубический азанилидинборан состоит из легких атомов и очень прочен химически и механически, азанилидинборан является одним из популярных материалов для рентгеновских мембран: малая масса приводит к малому поглощению рентгеновских лучей, а хорошие механические свойства позволяют использовать тонкие мембраны, что еще больше снижает поглощение.
Аморфный азанилидинборан:
Слои аморфного азанилидинборана (a-BN) используются в некоторых полупроводниковых приборах, например, МОП-транзисторах.
Их можно получить путем химического разложения трихлорборазина цезием или методами термического химического осаждения из паровой фазы.
Термическое CVD-напыление можно также использовать для осаждения слоев h-BN или, при высоких температурах, c-BN.
Применение на промышленных объектах:
Азанилидинборан используется в следующих продуктах: смазочные материалы и смазки, жидкости для металлообработки, полимеры, продукты для обработки металлических поверхностей, покрытия, продукты для обработки неметаллических поверхностей, наполнители, шпатлевки, штукатурки, пластилин, гидравлические жидкости, чернила и тонеры, лабораторные химикаты, химикаты и красители для бумаги, а также продукты для сварки и пайки.
Азанилидинборан имеет промышленное применение, приводящее к производству другого вещества (использование промежуточных продуктов).
Азанилидинборан используется в следующих областях: приготовление смесей и/или переупаковка, а также строительные работы.
Азанилидинборан используется для производства: минеральных продуктов (например, штукатурки, цемента), машин и транспортных средств, пластмассовых изделий, готовых металлических изделий, древесины и изделий из нее, целлюлозы, бумаги и бумажных изделий, резиновых изделий и мебели.
Выброс в окружающую среду азанилидинборана может происходить в результате промышленного использования: в качестве технологических добавок на промышленных предприятиях, при производстве изделий, в качестве промежуточного этапа в дальнейшем производстве другого вещества (использование промежуточных продуктов), в качестве технологической добавки и веществ в закрытых системах с минимальным выбросом.
Отраслевое использование:
Смазочный агент
Антиадгезионные агенты
Дегидратирующий агент (осушитель)
Наполнители
Другое (укажите)
Смазочные материалы и присадки к смазочным материалам
Дубильные вещества, не указанные отдельно
Потребительское использование:
Азанилидинборан используется в следующих продуктах: смазочные материалы и смазки, а также косметика и средства личной гигиены.
Другие выбросы азанилидинборана в окружающую среду могут происходить в результате: использования внутри помещений в качестве технологической добавки, использования вне помещений в качестве технологической добавки, использования внутри помещений в закрытых системах с минимальным выбросом (например, охлаждающие жидкости в холодильниках, масляные электронагреватели) и использования вне помещений в закрытых системах с минимальным выбросом (например, гидравлические жидкости в автомобильной подвеске, смазочные материалы в моторном масле и тормозные жидкости).
Другой:
Наполнитель
Смазочный агент
Теплоноситель
Наполнители
Усилитель адгезии/когезии
Герметик (барьер)
Широкое применение среди профессиональных работников:
Азанилидинборан используется в следующих продуктах: смазочные материалы и смазки, гидравлические жидкости и жидкости для металлообработки.
Азанилидинборан применяется в следующих областях: научные исследования и разработки.
Выброс в окружающую среду азанилидинборана может происходить в результате промышленного использования: при производстве изделий.
Другие выбросы азанилидинборана в окружающую среду могут происходить в результате: использования внутри помещений в качестве технологической добавки, использования вне помещений в качестве технологической добавки, использования внутри помещений в закрытых системах с минимальным выбросом (например, охлаждающие жидкости в холодильниках, масляные электронагреватели) и использования вне помещений в закрытых системах с минимальным выбросом (например, гидравлические жидкости в автомобильной подвеске, смазочные материалы в моторном масле и тормозные жидкости).
Свойства азанилидинборана:
Физические свойства:
Частично ионная структура слоев азанилидинборана в h-BN снижает ковалентность и электропроводность, тогда как межслоевое взаимодействие увеличивается, что приводит к более высокой твердости h-BN по сравнению с графитом.
На пониженную делокализацию электронов в гексагональном BN также указывает отсутствие окраски у азанилидинборана и большая ширина запрещенной зоны.
Совершенно разные связи – сильные ковалентные в базальных плоскостях (плоскостях, где атомы бора и азота ковалентно связаны) и слабые между ними – обуславливают высокую анизотропию большинства свойств h-BN.
Например, твердость, электро- и теплопроводность внутри плоскостей значительно выше, чем перпендикулярно им.
Напротив, свойства c-BN и w-BN более однородны и изотропны.
Эти материалы чрезвычайно твердые, причем твердость объемного c-BN немного ниже, а w-BN даже выше, чем у алмаза.
Сообщается также, что поликристаллический c-BN с размером зерна порядка 10 нм имеет твердость по Виккерсу, сопоставимую или превышающую твердость алмаза.
Благодаря гораздо лучшей устойчивости к нагреванию и переходным металлам c-BN превосходит алмаз в механических применениях, таких как обработка стали.
Теплопроводность азанилидинборана является одной из самых высоких среди всех электроизоляторов.
Азанилидинборан может быть легирован p-типа бериллием и n-типа бором, серой, кремнием или совместно легирован углеродом и азотом.
Как гексагональный, так и кубический азанилидинборан являются широкозонными полупроводниками с шириной запрещенной зоны, соответствующей УФ-области.
Если к h-BN или c-BN приложить напряжение, то он начнет излучать ультрафиолетовый свет в диапазоне 215–250 нм и, следовательно, потенциально может использоваться в качестве светодиодов (LED) или лазеров.
О поведении азанилидинборана при плавлении известно немного.
Азанилидинборан разлагается при температуре 2973 °C, но плавится при повышенном давлении.
Термическая стабильность:
Гексагональный и кубический азанилидинборан (и, вероятно, w-BN) демонстрируют замечательную химическую и термическую стабильность.
Например, h-BN устойчив к разложению при температурах до 1000 °C на воздухе, 1400 °C в вакууме и 2800 °C в инертной атмосфере.
Термическую стабильность c-BN можно резюмировать следующим образом:
На воздухе или в кислороде: защитный слой B2O3 предотвращает дальнейшее окисление до ~1300 °C; переход в гексагональную форму при 1400 °C отсутствует.
В азоте: некоторое превращение в h-BN при 1525 °C через 12 часов.
В вакууме (10−5 Па): конверсия в h-BN при 1550–1600 °C.
Химическая стабильность:
Азанилидинборан не подвергается воздействию обычных кислот, но растворяется в щелочных расплавленных солях и нитридах, таких как LiOH, KOH, NaOH-Na2CO3, NaNO3, Li3N, Mg3N2, Sr3N2, Ba3N2 или Li3BN2, которые поэтому используются для травления азанилидинборана.
Теплопроводность:
Теоретическая теплопроводность гексагональных азанилидинборановых нанолент (БНБ) может приближаться к 1700–2000 Вт/(м ⋅ К), что имеет тот же порядок величины, что и экспериментально измеренное значение для графена, и может быть сопоставима с теоретическими расчетами для графеновых нанолент.
Более того, перенос тепла в БННР анизотропен.
Теплопроводность BNNR с зигзагообразными краями примерно на 20% выше, чем у нанолент с кресельными краями при комнатной температуре.
Механические свойства:
Нанолисты азанилидинборана состоят из гексагонального азанилидинборана (h-BN).
Они стабильны до 800°C на воздухе.
Структура монослоя азанилидинборана подобна структуре графена, который обладает исключительной прочностью, является высокотемпературной смазкой и подложкой в электронных устройствах.
Анизотропия модуля Юнга и коэффициента Пуассона зависит от размера системы.
h-BN также демонстрирует сильно анизотропную прочность и ударную вязкость и сохраняет их в диапазоне вакансионных дефектов, показывая, что анизотропия не зависит от типа дефекта.
Природное распространение азанилидинборана:
В 2009 году в Тибете была обнаружена кубическая форма (c-BN) и предложено название цинсонгит.
Азанилидинборан был обнаружен в рассеянных включениях микронного размера в богатых хромом породах.
В 2013 году Международная минералогическая ассоциация утвердила минерал и его название.
Синтез азанилидинборана:
Получение и реакционная способность гексагонального азанилидинборана:
Гексагональный азанилидинборан получают обработкой триоксида бора (B2O3) или борной кислоты (H3BO3) аммиаком (NH3) или мочевиной (CO(NH2)2) в инертной атмосфере:
B2O3 + 2 NH3 → 2 BN + 3 H2O (T = 900 °C)
B(OH)3 + NH3 → BN + 3 H2O (T = 900 °C)
B2O3 + CO(NH2)2 → 2 BN + CO2 + 2 H2O (T > 1000 °C)
B2O3 + 3 CaB6 + 10 N2 → 20 BN + 3 CaO (T > 1500 °C)
Полученный неупорядоченный (аморфный) материал содержит 92–95% азанилидинборана и 5–8% B2O3.
Оставшийся B2O3 можно испарить на втором этапе при температуре > 1500 °C, чтобы достичь концентрации азанилидинборана >98%.
Такой отжиг также кристаллизует азанилидинборан, причем размер кристаллитов увеличивается с температурой отжига.
Детали из h-BN можно изготавливать недорого методом горячего прессования с последующей механической обработкой.
Детали изготовлены из порошков азанилидинборана с добавлением оксида бора для лучшей сжимаемости.
Тонкие пленки азанилидинборана можно получить методом химического осаждения из паровой фазы из трихлорида бора и азотных прекурсоров.
Компания ZYP Coatings также разработала покрытия на основе азанилидинборана, которые можно наносить на поверхность.
Сжигание порошка бора в азотной плазме при температуре 5500 °C дает ультратонкий азанилидинборан, используемый для смазочных материалов и тонеров.
Азанилидинборан реагирует с фторидом йода, образуя NI3 с низким выходом.
Азанилидинборан реагирует с нитридами лития, щелочноземельных металлов и лантаноидов с образованием нитридоборатов.
Например:
Li3N + BN → Li3BN2
Интеркаляция гексагонального азанилидинборана:
Различные виды интеркалируют в гексагональный азанилидинборан, например, интеркалируют NH3 или щелочные металлы.
Приготовление кубического азанилидинборана:
c-BN получают аналогично получению синтетического алмаза из графита.
Прямая конверсия гексагонального азанилидинборана в кубическую форму наблюдалась при давлениях от 5 до 18 ГПа и температурах от 1730 до 3230 °C, что соответствует параметрам прямой конверсии графита в алмаз.
Добавление небольшого количества оксида бора позволяет снизить необходимое давление до 4–7 ГПа, а температуру до 1500 °C.
Как и при синтезе алмазов, для дальнейшего снижения давления и температуры превращения добавляют катализатор, например, литий, калий или магний, их нитриды, их фторнитриды, воду с соединениями аммония или гидразин.
Другие методы промышленного синтеза, опять же заимствованные из выращивания алмазов, используют выращивание кристаллов в градиенте температур или взрывной ударной волне.
Метод ударной волны используется для получения материала, называемого гетероалмазом, — сверхтвердого соединения бора, углерода и азота.
Возможно осаждение тонких пленок кубического азанилидинборана при низком давлении.
Как и при выращивании алмазов, основная проблема заключается в подавлении роста гексагональных фаз (h-BN или графита соответственно).
В то время как при выращивании алмазов это достигается путем добавления газообразного водорода, для c-BN используется трифторид бора.
Также используются ионно-лучевое осаждение, плазменно-химическое осаждение из паровой фазы, импульсное лазерное осаждение, реактивное распыление и другие методы физического осаждения из паровой фазы.
Приготовление вюрцита азанилидинборана:
Азанилидинборан вюрцита можно получить методами статического высокого давления или динамического удара.
Пределы стабильности азанилидинборана четко не определены.
Как c-BN, так и w-BN образуются путем сжатия h-BN, но образование w-BN происходит при гораздо более низких температурах, близких к 1700 °C.
Статистика производства:
В то время как показатели производства и потребления сырья, используемого для синтеза азанилидинборана, а именно борной кислоты и триоксида бора, хорошо известны (см. бор), соответствующие показатели для азанилидинборана в статистических отчетах не приводятся.
По оценкам, в 1999 году мировое производство составило 300–350 тонн.
Основные производители и потребители азанилидинборана находятся в США, Японии, Китае и Германии.
В 2000 году цены варьировались от 75 до 120 долл. США/кг для h-BN стандартного промышленного качества и достигали 200–400 долл. США/кг для сортов азанилидинборана высокой чистоты.
Структура азанилидинборана:
Азанилидинборан существует в нескольких формах, которые различаются расположением атомов бора и азота, что обуславливает различные объемные свойства материала.
Аморфная форма (a-BN)
Аморфная форма азанилидинборана (a-BN) не является кристаллической и не имеет какой-либо закономерности в расположении атомов на больших расстояниях.
Азанилидинборан аналогичен аморфному углероду.
Все остальные формы азанилидинборана являются кристаллическими.
Гексагональная форма (h-BN)
Наиболее стабильной кристаллической формой является гексагональная, также называемая h-BN, α-BN, g-BN и графитовым азанилидинбораном.
Гексагональный Азанилидинборан (точечная группа = D3h; пространственная группа = P63/mmc) имеет слоистую структуру, похожую на графит.
Внутри каждого слоя атомы бора и азота связаны прочными ковалентными связями, тогда как слои удерживаются вместе слабыми силами Ван-дер-Ваальса.
Однако межслоевая «регистрация» этих листов отличается от картины, наблюдаемой для графита, поскольку атомы заслонены, а атомы бора располагаются над атомами азота.
Этот реестр отражает локальную полярность связей B–N, а также межслоевые характеристики N-донора/B-акцептора.
Аналогично существует множество метастабильных форм, состоящих из по-разному уложенных политипов.
Таким образом, h-BN и графит являются очень близкими соседями, и этот материал может использовать углерод в качестве замещающего элемента для образования BNC.
Синтезированы гибриды BC6N, в которых углерод заменяет некоторые атомы B и N.
Гексагональный монослой азанилидинборана аналогичен графену, имея сотовую структуру решетки почти тех же размеров.
В отличие от графена, который имеет черный цвет и является электрическим проводником, монослой h-BN имеет белый цвет и является изолятором.
Азанилидинборан был предложен для использования в качестве атомной плоской изолирующей подложки или туннельного диэлектрического барьера в двумерной электронике.
Кубическая форма (c-BN):
Кубический азанилидинборан имеет кристаллическую структуру, аналогичную структуре алмаза.
Поскольку алмаз менее стабилен, чем графит, кубическая форма менее стабильна, чем гексагональная форма, но скорость превращения между ними пренебрежимо мала при комнатной температуре, как и для алмаза.
Кубическая форма имеет кристаллическую структуру сфалерита (пространственная группа = F43m), такую же, как у алмаза (с упорядоченными атомами B и N), и также называется β-BN или c-BN.
Форма вюрцита (w-BN)
Вюрцитная форма азанилидинборана (w-BN; точечная группа = C6v; пространственная группа = P63mc) имеет ту же структуру, что и лонсдейлит, редкий гексагональный полиморф углерода.
Как и в кубической форме, атомы бора и азота сгруппированы в тетраэдры.
В форме вюрцита атомы бора и азота сгруппированы в 6-членные кольца.
В кубической форме все кольца имеют конфигурацию кресла, тогда как в w-BN кольца между «слоями» имеют конфигурацию лодки.
В более ранних оптимистичных отчетах предсказывалось, что форма вюрцита очень прочна, и моделирование показало, что ее потенциальная прочность на 18% выше прочности алмаза.
Поскольку в природе существует лишь небольшое количество этого минерала, это пока не было экспериментально подтверждено.
Твёрдость азанилидинборана составляет 46 ГПа, что немного твёрже, чем у коммерческих боридов, но мягче, чем кубическая форма азанилидинборана.
Общая информация о производстве азанилидинборана:
Секторы переработки промышленности:
Производство пластмассовых материалов и смол
Производство первичного металла
Производство компьютеров и электронной продукции
Производство пластмассовых изделий
Другое (требуется дополнительная информация)
Производство лакокрасочных материалов
Производство транспортного оборудования
Все остальные основные неорганические химические производства
Разное производство
История Азанилидинборана:
История азанилидинборана (БН) восходит к середине XIX века, когда он был впервые синтезирован в 1842 году путем реакции борной кислоты с цианидом калия, хотя его практическое применение было реализовано гораздо позже.
На протяжении десятилетий азанилидинборан оставался лабораторной диковинкой, пока достижения материаловедения в XX веке не выявили его уникальные свойства.
Разработка гексагонального азанилидинборана (h-BN) в качестве смазочного материала и высокотемпературного изолятора набирала обороты в 1940-х и 1950-х годах, особенно для использования в аэрокосмической и оборонной промышленности.
В 1957 году кубический азанилидинборан (c-BN) был впервые синтезирован путем воздействия на h-BN высокого давления и температуры. Это был прорыв, который сделал его ключевым промышленным материалом благодаря своей твердости и износостойкости, соперничающим с алмазом.
Позднее открытие азанилидинборановых нанотрубок (БННТ) в 1995 году и последующие исследования двумерных листов азанилидинборана вызвали значительный интерес к нанотехнологиям и передовым материалам.
Сегодня история азанилидинборана отражает его эволюцию от простого соединения до универсального материала, имеющего решающее значение для применения в электронике, производстве и научных инновациях.
Обращение и хранение азанилидинборана:
С азанилидинбораном следует обращаться осторожно, чтобы свести к минимуму образование пыли и ее вдыхание.
Храните его в прохладном, сухом и хорошо проветриваемом месте, вдали от несовместимых материалов, таких как сильные кислоты, щелочи и окислители.
Держите контейнеры плотно закрытыми и защищайте от физических повреждений.
Для сохранения стабильности материала избегайте прямого воздействия влаги.
Реакционная способность и стабильность азанилидинборана:
Азанилидинборан химически стабилен при нормальных условиях использования и хранения.
Он устойчив к окислению и не вступает в реакцию с большинством кислот, оснований и органических растворителей.
Однако он может реагировать с сильными окислителями при высоких температурах.
Гексагональный азанилидинборан термически стабилен, тогда как кубический азанилидинборан может разлагаться при чрезвычайно высоких температурах.
Опасной полимеризации не ожидается.
Меры первой помощи при отравлении азанилидинбораном:
Вдыхание:
При вдыхании выведите пострадавшего на свежий воздух.
Если дыхание затруднено, дайте кислород и обратитесь за медицинской помощью.
Контакт с кожей:
Промойте пораженный участок водой с мылом.
Снимите загрязненную одежду.
Если раздражение не проходит, обратитесь к врачу.
Зрительный контакт:
Немедленно промойте глаза большим количеством воды в течение как минимум 15 минут.
Снимите контактные линзы, если вы их носите и это легко сделать.
Если раздражение не проходит, обратитесь за медицинской помощью.
Прием внутрь:
Прополощите рот водой.
Не вызывайте рвоту без указаний медицинского персонала.
При появлении симптомов обратитесь за медицинской помощью.
Меры пожаротушения при возгорании азанилидинборана:
Азанилидинборан не горит и не поддерживает горение.
В случае пожара, связанного с Азанилидинбораном:
Подходящие средства пожаротушения:
Для тушения окружающего пожара используйте распыленную воду, сухой химикат, пену или углекислый газ (CO ₂ ).
Защитное снаряжение:
Пожарным следует использовать автономные дыхательные аппараты (ДАС) и защитную одежду для предотвращения воздействия продуктов горения.
Опасности:
При пожаре могут образовываться продукты разложения, такие как оксиды бора и оксиды азота.
Меры при случайном выбросе азанилидинборана:
Меры личной предосторожности:
Избегайте образования пыли.
Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ), включая перчатки, защитные очки и средства защиты органов дыхания.
Сдерживание и очистка:
Тщательно подметите или пропылесосьте материал, чтобы не допустить распространения пыли.
Поместите в подходящий, маркированный контейнер для утилизации в соответствии с местными правилами.
Избегайте попадания материала в окружающую среду.
Контроль воздействия/Средства индивидуальной защиты азанилидинборана:
Инженерный контроль:
Используйте местную вытяжную вентиляцию или другие технические средства контроля для поддержания концентрации загрязняющих веществ в воздухе ниже рекомендуемых пределов воздействия.
Средства индивидуальной защиты:
Защита органов дыхания:
При превышении пределов воздействия или образовании пыли используйте респиратор, одобренный NIOSH.
Защита глаз:
Надевайте защитные очки или щитки для лица.
Защита кожи:
Чтобы свести контакт к минимуму, используйте химически стойкие перчатки и защитную одежду.
Меры гигиены:
Тщательно мойте руки после работы и избегайте приема пищи, питья и курения в местах, где работает азанилидинборан.
Идентификаторы азанилидинборана:
Номер CAS: 10043-11-5
CHEBI: CHEBI:50883
Химический паук: 59612
Информационная карта ECHA: 100.030.111
Номер ЕС: 233-136-6
Гмелин Ссылка: 216
MeSH: Эльбор
Идентификатор PubChem: 66227
Номер RTECS: ED7800000
UNII: 2U4T60A6YD
Панель инструментов CompTox (EPA): DTXSID5051498
ИнЧИ: ИнЧИ=1С/БН/c1-2
Ключ: PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N проверка
InChI=1S/B2N2/c1-3-2-4-1
Ключ: AMPXHBZZESCUCE-UHFFFAOYSA-N
InChI=1S/B3N3/c1-4-2-6-3-5-1
Ключ: WHDCVGLBMWOYDC-UHFFFAOYSA-N
InChI=1/BN/c1-2
Ключ: PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYAL
УЛЫБКИ: B#N
Номер CAS: 10043-11-5
Название по химии/ИЮПАК: Азанилидинборан
Номер EINECS/ELINCS: 233-136-6
COSING REF No: 32211
Линейная формула: BN
Номер MDL: MFCD00011317
Номер ЕС: 233-136-6
Бейльштейн/Реаксис №: N/A
Идентификатор Pubchem: 66227
Название ИЮПАК: азанилиденборан
УЛЫБКИ: B#N
Идентификатор InchI: InchI=1S/BN/c1-2
Ключ InchI: PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N
КАС: 10043-11-5
Молекулярная формула: BN
Молекулярный вес: (г/моль)
Номер MDL: MFCD00011317
Ключ InChI: LNLSXDSWJBUPHM-UHFFFAOYSA-N
PubChem CID:66227
Шеби: CHEBI:50883
УЛЫБКИ: B=N
Свойства азанила динеборана:
Химическая формула: BN
Молярная масса: 24,82 г/моль
Внешний вид: Бесцветные кристаллы.
Плотность: 2,1 г/см3 (h-BN); 3,45 г/см3 (c-BN)
Температура плавления: 2973 °C (5383 °F; 3246 K) сублимирует (c-BN)
Растворимость в воде: нерастворим
Подвижность электронов: 200 см2/(В·с) (c-BN)
Показатель преломления (nD): 1,8 (h-BN); 2,1 (c-BN)
Формула соединения: BN
Молекулярный вес: 24,82
Внешний вид: Черный порошок
Температура плавления: 2973 °C
Точка кипения: нет данных
Плотность: 2,1 г/см3 (h-BN); 3,45 г/см3 (c-BN)
Насыпная плотность: 0,3 г/см3
Истинная плотность: 2,25 г/см3
Средний размер частиц: ~70 нм
Удельная площадь поверхности: ~20 м2/г
Морфология: почти сферическая
Растворимость в H2O: Нерастворим
Показатель преломления: 1,8 (h-BN); 2,1 (c-BN)
Кристаллическая фаза/структура: N/A
Удельное электрическое сопротивление: от 13 до 15 10x Ом-м
Коэффициент Пуассона: 0,11
Удельная теплоемкость: от 840 до 1610 Дж/кг-К
Теплопроводность: от 29 до 96 Вт/мК
Тепловое расширение: от 0,54 до 18 мкм/мК
Модуль Юнга: от 14 до 60 ГПа
Молекулярный вес: 24,82 г/моль
Количество доноров водородной связи: 0
Количество акцепторов водородной связи: 1
Количество вращающихся облигаций: 0
Точная масса: 25,0123792 Да
Моноизотопная масса: 25,0123792 Да
Топологическая полярная площадь поверхности: 23,8 Å ²
Количество тяжелых атомов: 2
Сложность: 10
Количество атомов изотопа: 0
Определено количество стереоцентров атомов: 0
Неопределенный атом Стереоцентр Количество: 0
Определенное количество стереоцентров связи: 0
Неопределенная связь Стереоцентр Количество: 0
Количество ковалентно связанных единиц: 1
Соединение канонизировано: Да
Характеристики Азанилидинборана:
Физическая форма: горячепрессованный стержень
Количество: 1 шт.
Название ИЮПАК: азанилидинборан
Формула веса: 24,82
Процент чистоты: 99,5%
Упаковка: Мешок
Химическое название или материал: Азанилидинборан
Структура азанилидинборана:
Кристаллическая структура: гексагональная, сфалерит, вюрцит
Термохимия азанилидинборана:
Теплоемкость (С): 19,7 Дж/(К·моль)
Стандартная молярная энтропия (S ⦵ 298): 14,8 Дж/К моль
Стандартная энтальпия образования (ΔfH ⦵ 298): −254,4 кДж/моль
Свободная энергия Гиббса (ΔfG ⦵ ): −228,4 кДж/моль
Родственные соединения азанилидинборана:
Арсенид бора
Карбид бора
Фосфид бора
Триоксид бора
Названия азанилидинборана:
Названия нормативных процессов:
Нитрид бора
Нитрид бора
Нитрид бора
Названия ИЮПАК:
азанилидинборан
Боранилидинеамин
боранилидинеамин
Борнитрид
Нитрид бора
Нитрид бора
Нитрид бора
Нитрид бора
Нитрид бора
Нитрид бора(III)
нитрилоборан
Другие идентификаторы:
10043-11-5
1361021-23-9
1361021-37-5
165390-92-1
54824-38-3
56939-87-8
58799-13-6
60569-72-4
69071-29-0
69495-08-5
78666-05-4
