Hızlı Arama
Bor nitrür, BN kimyasal formülüne sahip, termal ve kimyasal olarak dirençli, refrakter bir bor ve azot bileşiğidir.
Bor nitrür, benzer şekilde yapılandırılmış bir karbon kafesine izoelektronik olan çeşitli kristal formlarda bulunur.
Grafite karşılık gelen altıgen form, BN polimorfları arasında en kararlı ve yumuşaktır ve bu nedenle bir yağlayıcı ve kozmetik ürünlere katkı maddesi olarak kullanılır.
CAS Numarası: 10043-11-5
AT Numarası: 233-136-6
IUPAC Adı: azanilidineboran
Kimyasal Formül: BN
Diğer isimler: 10043-11-5, Elbor, Bor mononitrür, Bor nitrür (BN), Borazon, Elboron, Kubonit, Wurzin, Geksanit R, Heksanit R, Heksanit R, Süper güçlü M, Kubonit KR, Denka bor nitrür GP, Elbor R, Denka GP, Elbor RM, Sho BN, Sho BN HPS, SP 1 (Nitrür), BN 40SHP, BZN 550, 2U4T60A6YD, DTXSID5051498, CHEBI:50883, Referans:6937, 233-136-6, DTXCID9030046, azanilidineboran, MFCD00011317, Bor nitrür tozu, Bor Nitrür Nanotüpleri, BN, UHP-Ex, KBN-H10, Elbor LO 10B1-100, EINECS 233-136-6, nitridoboran, nitriloboran, UNII-2U4T60A6YD, Bornitrid, beyaz grafit, nitrür deliği, nitruro de boro, h-BN; Elbor; altıgen bor nitrür; Bor mononitrür; Nitridoboran; Nitriloboran, Bor Nitrür Pulları, Bor nitrür %99, Bor Nitrür dispersiyonu, Bor Nitrür Nanopowder, H-BN, Bor Nitrür Mikro Tozu, Bor Nitrür Nanobarbları?, Bor nitrür, düşük bağlayıcı, Nano Bor Nitrür Tozu, H-BN-A, H-BN-B, H-BN-C, EC 233-136-6, SCHEMBL15773, 78666-05-4, Bor Nitrür Ultra İnce Toz, [BN], Bor Nitrür Tozu, %99 Nano, Bor nitrür tozu (3~4 mikron), Bor nitrür nanopowder (500 nm), Bor nitrür nanopowder (~100 nm), AKOS015833702, Bor nitrür BN SINIF C (H?gan?s), FB64718, Bor nitrür tozu, ~1 mum, %98, SY058094, Bor nitrür BN SINIF A 01 (H?gan?s), Bor nitrür BN SINIF B 50 (H?gan?s), Bor nitrür BN sınıfı F 15 (H?gan?s), NS00082120, Soru / CEVAP. J08. 34-2022, Bor Nitrür Nanotüpler (B) Bambu yapısı, LUBRİFORM? Bor Nitrür BN 10 (H?gan?s), LUBRİFORM? Bor Nitrür BN 15 (H?gan?s), Bor Nitrür (hBN) Aerosol Sprey (13Oz / 369g), Bor Nitrür Nanotüpler (C) Silindirik yapı, Q410193
Elmasa benzer kübik (zincblend aka sfalerit yapı) çeşidine c-BN denir; elmastan daha yumuşaktır, ancak termal ve kimyasal stabilitesi üstündür.
Mükemmel termal ve kimyasal stabilite nedeniyle, yüksek sıcaklık ekipmanlarında ve metal dökümünde bor nitrür seramikleri kullanılır. Bor nitrürün nanoteknolojide potansiyel kullanımı vardır.
Bor nitrürün (Bor nitrür) ampirik formülü aldatıcıdır.
Bor nitrür, karbon monoksit (CO) ve hidrojen klorür (HCl) gibi diğer iki atomlu moleküller gibi değildir.
Aksine, bor nitrürün, tek atomlu C olarak temsili de yanıltıcı olan karbonla çok ortak noktası vardır.
Bor nitrür, karbon gibi birçok yapısal forma sahiptir.
Bor nitrürün en stabil yapısı grafitli izoelektroniktir ve benzer yumuşaklık ve kayganlaştırıcı özelliklere sahip aynı altıgen yapıya sahiptir.
hBoron nitrür, nanotüpler halinde oluşturulabilen grafen benzeri tabakalarda da üretilebilir.
Buna karşılık, kübik bor nitrür (cBoron nitrür) elmaslı izoelektroniktir.
Bor nitrür o kadar sert değildir, ancak termal ve kimyasal olarak daha kararlıdır.
Bor nitrür yapmak da çok daha kolaydır.
Elmasın aksine, bor nitrür metallerde yüksek sıcaklıklarda çözünmez, bu da onu yararlı bir aşındırıcı ve oksidasyona dayanıklı metal kaplama yapar.
Amorf karbona eşdeğer amorf bir form (aBoron nitrür) de vardır (aşağıya bakınız).
Bor nitrür, doğal olarak oluşan bir tortu bildirilmiş olmasına rağmen, esas olarak sentetik bir malzemedir.
Saf Bor nitrür yapma girişimleri 20. yüzyılın başlarına kadar uzanır, ancak ticari olarak kabul edilebilir formlar yalnızca son 70 yılda üretilmiştir.
1958'de Carborundum Şirketi'ne (Lewiston, NY) yapılan bir patentte Kenneth M. Taylor, borik asidi ısıtarak kalıplanmış Bor nitrür şekilleri hazırladı (H3BO3) bir Bor nitrür karışımı oluşturmak için amonyak varlığında bir oksiasitin metal tuzu ile.
Günümüzde borik trioksit (B2Ö3) veya H3BO3 ile başlayan ve azot kaynağı olarak amonyak veya üre kullanan benzer yöntemler kullanılmaktadır.
Tüm sentetik yöntemler, sentezde kullanılandan daha yüksek sıcaklıklarda ısıtılarak saflaştırılan ve hBoron nitrüre dönüştürülen biraz saf olmayan bir aBoron nitrür üretir.
Sentetik elmasın hazırlanmasına benzer şekilde, hBoron nitrür, yüksek basınç ve sıcaklık altında cBoron nitrüre dönüştürülür.
Madde, kristalin formda görünen ve genellikle grafitle karşılaştırılan altıgen yapılardan oluşur.
Bor nitrür, her ikisi de bor nitrürün bilindiği kimyasal ve ısı direncini koruyan düz bir kafes veya kübik bir yapı şeklinde gelebilir.
Isı ve kimyasal direnç: Bileşiğin erime noktası 2.973°C'dir ve elmasın önemli ölçüde üzerinde bir termal genleşme katsayısı vardır.
Bor nitrürün altıgen formu, ortam havasında 1000°C'ye maruz kaldığında bile ayrışmaya karşı dayanıklıdır.
Bor nitrür, yaygın asitlerde çözünmez.
Termal iletkenlik: 1700 ila 2000 W/mk'de bor nitrür, benzer şekilde altıgen kafesli bir bileşik olan ancak karbon atomlarından oluşan grafeninkiyle karşılaştırılabilir bir termal iletkenliğe sahiptir.
Yağlama özelliği: Bor nitrür, aşınma potansiyelini azaltırken yağlama yağının sürtünme katsayısını artırma özelliğine sahiptir.
Yoğunluk: Formuna bağlı olarak yoğunluğu 2,1 ila 3,5 g/cm3 arasında değişir.
Bor nitrür, katı ve toz halinde bulunan gelişmiş bir sentetik seramik malzemedir.
Bor nitrürün benzersiz özellikleri-yüksek ısı kapasitesi ve olağanüstü ısı iletkenliğinden kolay işlenebilirliğe, kayganlığa, düşük dielektrik sabitine ve üstün dielektrik dayanımına kadar.
Bor nitrürün katı formunda bor nitrür, grafitinkine benzer bir mikro yapıya sahip olduğu için genellikle “beyaz grafit” olarak adlandırılır.
Bununla birlikte, grafitin aksine, bor nitrür, daha yüksek oksidasyon sıcaklığına sahip mükemmel bir elektrik yalıtkanıdır.
Bor nitrür, yüksek ısı iletkenliği ve iyi termal şok direnci sunar ve hemen hemen her şekildeki toleransları kapatmak için kolayca işlenebilir.
İşlendikten sonra, bor nitrür ek ısıl işlem veya ateşleme işlemleri yapılmadan kullanıma hazırdır.
Bor nitrür, Bor nitrür kimyasal formülüne sahip, termal ve kimyasal olarak dirençli, refrakter bir bor ve azot bileşiğidir.
Bor nitrür, benzer şekilde yapılandırılmış bir karbon kafesine izoelektronik olan çeşitli kristal formlarda bulunur.
Grafite karşılık gelen altıgen form, Bor nitrür polimorfları arasında en stabil ve yumuşaktır ve bu nedenle yağlayıcı ve kozmetik ürünlere katkı maddesi olarak kullanılır.
Elmasa benzer kübik (zincblend aka sfalerit yapı) çeşidine c-Bor nitrür denir; elmastan daha yumuşaktır, ancak termal ve kimyasal stabilitesi üstündür.
Nadir wurtzit bor nitrür modifikasyonu lonsdaleite benzer, ancak kübik formdan biraz daha yumuşaktır.
Mükemmel termal ve kimyasal stabilite nedeniyle, yüksek sıcaklık ekipmanlarında bor nitrür seramikleri kullanılır.
Bor nitrürün nanoteknolojide potansiyel kullanımı vardır.
H-Bor nitrürdeki bor nitrür katmanlarının kısmen iyonik yapısı kovalensi ve elektriksel iletkenliği azaltırken, ara katman etkileşimi artar ve grafite göre h-Bor nitrürün daha yüksek sertliğine neden olur.
Altıgen-bor nitrürdeki azaltılmış elektron-delokalizasyonu, renginin olmaması ve geniş bir bant boşluğu ile de gösterilir.
Çok farklı bağlar – bazal düzlemlerde (bor ve azot atomlarının kovalent olarak bağlandığı düzlemler) güçlü kovalent ve aralarında zayıf-h-Bor nitrürün çoğu özelliğinde yüksek anizotropiye neden olur.
Örneğin, sertlik, elektriksel ve termal iletkenlik düzlemler içinde onlara dik olandan çok daha yüksektir.
Aksine, c-Bor nitrür ve w-Bor nitrürün özellikleri daha homojen ve izotropiktir.
Bu malzemeler son derece serttir, dökme c-Bor nitrürün sertliği biraz daha küçüktür ve w-Bor nitrür elmastan bile daha yüksektir.
Tane boyutları 10 nm olan polikristalin c-Bor nitrürün de elmastan karşılaştırılabilir veya daha yüksek Vickers sertliğine sahip olduğu bildirilmektedir.
Isıya ve geçiş metallerine karşı çok daha iyi stabilite nedeniyle, c-Bor nitrür, çelik işleme gibi mekanik uygulamalarda elması aşar.
Bor nitrürün ısı iletkenliği, tüm elektrik yalıtkanlarının en yüksekleri arasındadır.
Bor nitrür, berilyum ile p tipi ve bor, kükürt, silikon ile n tipi veya karbon ve nitrojen ile birlikte katkılı olabilir.
Hem altıgen hem de kübik Bor nitrür, UV bölgesine karşılık gelen bant aralığı enerjisine sahip geniş aralıklı yarı iletkenlerdir. H-Bor nitrür veya c-Bor nitrüre voltaj uygulanırsa.
Daha sonra 215-250 nm aralığında UV ışığı yayar ve bu nedenle potansiyel olarak ışık yayan diyotlar (LED'ler) veya lazerler olarak kullanılabilir.
Bor nitrürün erime davranışı hakkında çok az şey bilinmektedir.
Bor nitrür, normal basınçta 2973 °C'de süblime olur ve azot gazı ve bor salgılar, ancak yüksek basınçta erir.
Bor nitrür (Bor nitrür), a-Bor nitrür, h-Bor nitrür, t-Bor nitrür, r-Bor nitrür, m-Bor nitrür, o-Bor nitrür, w-Bor nitrür ve c-Bor nitrür fazları gibi çeşitli polimorfik formlarda bulunur.
Bunlar arasında, c-Bor nitrür ve h-Bor nitrür, gelişmiş malzeme özelliklerini sağlamak için kompozitlerde kullanılan en yaygın seramik tozlarıdır.
Kübik bor nitrür (c-Bor nitrür), diğer seramiklere göre sertlik, mukavemet gibi olağanüstü özelliklere sahiptir, bu nedenle en çok aşındırıcı olarak ve kesici takım uygulamalarında kullanılır. c-Bor nitrür, elmastan sonra ikinci en yüksek ısı iletkenliğine ve nispeten düşük dielektrik sabitine sahiptir.
Bu nedenle, amc'lerde öncü ön araştırmalar, geleneksel olarak ısı emicilerdeki kanatçıklar için kullanılan bakire AA 6061'den daha iyi ikame kompozitler olduğunu kanıtlamıştır.
Ayrıca, çok kristalli c-Bor nitrür (PCBoron nitrür) takımları, eşsiz mekanik özellikleri nedeniyle çeşitli işleme görevleri için en uygun olanlardır.
h-Bor nitrür, yüksek sıcaklık uygulamaları için polimer kompozitlerin ve aşırı sıcaklık ve sıkıştırma koşullarında sp3'ün bağlandığı kendine özgü uygulamalarını da bulur.
Bor nitrür, bor ve azot atomlarının düzeninde farklılık gösteren ve malzemenin değişen kütle özelliklerine yol açan çoklu formlarda bulunur.
Bor Nitrürün Özellikleri
Bor nitrürün (bor nitrür) özellikleri Şunları içerir:
- mükemmel yağlama özellikleri
- sıcak preslenmiş Bor Nitrür (HPBoron nitrür) geleneksel metal tornalama teknikleri kullanılarak işlenebilir
- inert bir ortamda kullanıldığında, HPBoron nitrürün yüzeyi erimiş metaller, camlar ve tuzlar tarafından ıslatılmaz ve bu nedenle kimyasal saldırıya karşı yüksek dirence sahiptir .
- iyi kimyasal etkisizlik
- yüksek hacimli direnç
- yüksek dielektrik kırılma mukavemeti
Altıgen ve kübik (ve muhtemelen w-Bor nitrür) Bor nitrür, dikkate değer kimyasal ve termal kararlılıklar gösterir.
Örneğin, h-Bor nitrür, havada 1000 °C'ye, vakumda 1400 °C'ye ve atıl bir atmosferde 2800 °C'ye kadar olan sıcaklıklarda ayrışmaya karşı kararlıdır.
H-Bor nitrür ve c-Bor nitrürün reaktivitesi nispeten benzerdir ve c-Bor nitrür için veriler aşağıdaki tabloda özetlenmiştir.
C-Bor nitrürün ısıl kararlılığı şu şekilde özetlenebilir:
Havada veya oksijende: B2O3 koruyucu tabaka ~1300 °C'ye daha fazla oksidasyonu önler; 1400 °C'de altıgen forma dönüşüm olmaz.
Azotta: 12 saat sonra 1525 °C'de h-Bor nitrüre bir miktar dönüşüm.
Vakumda (10-5 Pa): 1550-1600 °C'de h-Bor nitrüre dönüşüm
Bor nitrür, normal asitlerde çözünmez, ancak alkali erimiş tuzlarda ve LiOH, KOH, NaOH-Na2CO3, NaNO3, Li3N, Mg3N2, Sr3N2, Ba3N2 veya Li3Boron nitrür2 gibi nitrürlerde çözünür, bu nedenle Bor nitrürü aşındırmak için kullanılır.
Altıgen bor nitrür nanoribbonlarının (Bor Nitridenr'ler) teorik termal iletkenliği, grafen için deneysel ölçülen değerle aynı büyüklük sırasına sahip olan 1700-2000 W/(m·K) değerine yaklaşabilir.
Bor nitrür, grafen nanoribbonlar için teorik hesaplamalarla karşılaştırılabilir.
Ayrıca, Bor Nitridenr'lerdeki termal taşıma anizotropiktir. Zikzak kenarlı Bor nitridenlerin ısı iletkenliği, oda sıcaklığında koltuk kenarlı nanoribbonlardan yaklaşık %20 daha büyüktür.
2009 Yılında Tibet'te kübik formda (c-Bor nitrür) doğal olarak oluşan bir bor nitrür minerali rapor edildi ve qingsongite adı önerildi.
Madde, krom bakımından zengin kayaçlarda dağılmış mikron büyüklüğünde inklüzyonlarda bulundu.
2013 Yılında Uluslararası Mineraloji Derneği minerali ve adını onayladı.
Altıgen Bor nitrürün hazırlanması ve reaktivitesi:
Bor nitrür sentetik olarak üretilir.
Altıgen bor nitrür, bor trioksitin (B2Ö3) veya borik asidin (H3BO3) amonyak (NH3) veya üre (CO(NH2)2) ile nitrojen atmosferinde reaksiyona girmesiyle elde edilir:
B2Ö3 + 2 NH3 → 2 Bor nitrür + 3 H2Ö (T = 900 °C )
B (OH)3 + NH3 → Bor nitrür + 3 H2O (T = 900 °C )
B2Ö3 + CO (NH2)2 → 2 Bor nitrür + CO2 + 2 H2O (T > 1000 °C)
B2Ö3 + 3 KaB6 + 10 N2 → 20 Bor nitrür + 3 CaO (T > 1500 °C)
Ortaya çıkan düzensiz (amorf) bor nitrür %92-95 Bor nitrür ve %5-8 B2Ö3 içerir.
Kalan B2Ö3, Bor nitrür konsantrasyonu > %98 elde etmek için >1500 °C sıcaklıklarda ikinci bir adımda buharlaştırılabilir.
Bu tavlama aynı zamanda tavlama sıcaklığı ile artan kristalitlerin boyutu olan Bor nitrürü de kristalleştirir.
h-Bor nitrür parçaları, müteakip işleme ile sıcak presleme ile ucuza imal edilebilir.
Parçalar, daha iyi sıkıştırılabilirlik için bor oksit ekleyen bor nitrür tozlarından yapılmıştır.
İnce bor nitrür filmleri, bor triklorür ve nitrojen öncüllerinden kimyasal buhar birikimi ile elde edilebilir.
Bor tozunun azot plazmasında 5500 °C'de yanması, yağlayıcılar ve tonerler için kullanılan ultra ince bor nitrür verir.
Bor nitrür, trikloroflorometan içindeki iyot florür ile -30 °C'de reaksiyona girerek, düşük verimde son derece hassas bir temas patlayıcısı olan Ni3'ü üretir.
Bor nitrür, nitridoborat bileşikleri oluşturmak için lityum, alkali toprak metalleri ve lantanitlerin nitrürleriyle reaksiyona girer:
Li3N + Bor nitrür → Li3Boron nitrür2
Grafite benzer şekilde, NH3 veya alkali metaller gibi çeşitli moleküller, katmanları arasına yerleştirilen altıgen bor nitrür içine yerleştirilebilir.
Hem deney hem de teori, interkalasyonun Bor nitrür için grafitten çok daha zor olduğunu öne sürüyor.
Bor Nitrür Çeşitleri:
Altıgen: Bu bor nitrür formu, yüksek yağlama özelliği, elektriksel iletkenliği ve termal kararlılığı nedeniyle en fazla uygulamaya sahiptir.
Kübik: Bor nitrürün kübik formu, elmas gibi önemli ölçüde yüksek elektriksel dirence ve termal iletkenliğe sahiptir.
C-Bor nitrür çelik bileşenlerde çözünmez, bu nedenle onu iyi bir aşındırıcı malzeme yapar.
Amorf: Bor nitrürün kristal olmayan formu, yapı ve özellikler açısından amorf karbonla karşılaştırılabilir.
Atomik olarak ince: Ultra ince özelliğine rağmen, bu Bor nitrür polimorfu, yüksek ısı iletkenliği, artan yüzey adsorpsiyonu ve iyi dielektrik özellikleri ile karakterize edilir.
Nanotüp: Son zamanlarda yükselen gelişmelerden biri olan nanotüp teknolojisine bor nitrür kullanımı ile ivme kazandırılmıştır.
Altıgen Bor nitrürün bu kıvrılmış formu, yapı açısından karbon nanotüplere benzer.
Bununla birlikte, Bor nitrür nanotüpleri daha yüksek elektrik yalıtımının yanı sıra ısıya ve kimyasal reaksiyonlara karşı daha iyi dirence sahiptir.
C-Bor nitrürün sentezi, elmasınkiyle aynı yöntemleri kullanır: Kübik bor nitrür, sentetik elmasın grafitten üretildiği kadar altıgen bor nitrürün yüksek basınç ve sıcaklıkta işlenmesiyle üretilir. Altıgen bor nitrürün kübik forma doğrudan dönüşümü, 5 ila 18 GPa arasındaki basınçlarda ve 1730 ila 3230 °C arasındaki sıcaklıklarda gözlenmiştir.
Bu, doğrudan grafit-elmas dönüşümü ile benzer parametrelerdir.
Az miktarda bor oksit eklenmesi, gerekli basıncı 4-7 gpa'ya ve sıcaklığı 1500 °C'ye düşürebilir.
Dönüşüm basınçlarını ve sıcaklıklarını daha da azaltmak için lityum, potasyum veya magnezyum, nitrürleri, floronitritleri, amonyum bileşikli su veya hidrazin gibi bir katalizör eklenir.
Yine elmas büyümesinden ödünç alınan diğer endüstriyel sentez yöntemleri, bir sıcaklık gradyanında kristal büyümesi veya patlayıcı şok dalgası kullanır.
Şok dalgası yöntemi, bor, karbon ve azotun süper sert bir bileşiği olan heterodiamond adı verilen malzemeyi üretmek için kullanılır.
İnce kübik bor nitrür filmlerinin düşük basınçta birikmesi mümkündür.
Elmas büyümesinde olduğu gibi, asıl sorun altıgen fazların büyümesini bastırmaktır (sırasıyla h-Bor nitrür veya grafit).
Elmas büyümesinde bu, hidrojen gazı eklenerek elde edilirken, c-Bor nitrür için bor triflorür kullanılır.
İyon ışını biriktirme, plazma ile güçlendirilmiş kimyasal buhar biriktirme, darbeli lazer biriktirme, reaktif püskürtme ve diğer fiziksel buhar biriktirme yöntemleri de kullanılır.
Wurtzit Bor nitrür, statik yüksek basınç veya dinamik şok yöntemleri ile elde edilebilir.
İstikrarının sınırları iyi tanımlanmamıştır. Hem c-Bor nitrür hem de w-Bor nitrür, h-Bor nitrürün sıkıştırılmasıyla oluşur, ancak w-Bor nitrür oluşumu 1700 °C'ye yakın çok daha düşük sıcaklıklarda gerçekleşir.
Bor nitrürün (a-Bor nitrür) amorf formu kristal değildir ve atomlarının düzenlenmesinde herhangi bir uzun mesafe düzenliliğinden yoksundur.
Bor nitrür, amorf karbona benzer.
Diğer tüm bor nitrür formları kristaldir.
En kararlı kristal form, h-Bor nitrür, α-Bor nitrür, g-Bor nitrür ve grafitik bor nitrür olarak da adlandırılan altıgen formdur.
Altıgen bor nitrür (nokta grubu = D6h; boşluk grubu = P63/mmc) grafite benzer katmanlı bir yapıya sahiptir.
Her katmanda, bor ve azot atomları güçlü kovalent bağlarla bağlanırken, katmanlar zayıf van der Waals kuvvetleri tarafından bir arada tutulur.
Bununla birlikte, bu tabakaların ara katman "kaydı", grafit için görülen modelden farklıdır, çünkü atomlar, azot atomlarının üzerinde ve üstünde yatan bor atomları ile gölgede kalır.
Bu kayıt, B–N bağlarının yerel polaritesini ve ayrıca ara katman N-donör/B-alıcı özelliklerini yansıtır.
Benzer şekilde, farklı yığılmış çok tiplerden oluşan birçok yarı kararlı form mevcuttur.
Bu nedenle, h-Bor nitrür ve grafit çok yakın komşulardır ve malzeme, Bor nitridekleri oluşturmak için ikame edici bir element olarak karbonu barındırabilir.
Karbonun bazı B ve N atomlarının yerini aldığı BC6N melezleri sentezlenmiştir.
Altıgen bor nitrür (h-Bor nitrür), “beyaz grafen " adı verilen bir grafit analoğudur.”
H-Bor nitrürün yapısında B ve N atomları C atomlarının yerini alır. Bor ve azot atomları, güçlü BN kovalent bağları ile bağlanır ve birbirine kenetlenen altıgen halkalar oluşturur.
h-Bor nitrür, ilginç fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeniyle farklı alanlarda, örneğin yalıtkan olarak elektronikte ve seramiklerde, reçinelerde, plastiklerde ve boyalarda kullanılır.
Bu nedenle bor nitrür (Bor nitrür) kozmetik endüstrisinde de popüler bir inorganik bileşiktir (%25'e varan en yüksek Bor nitrür konsantrasyonu göz farı formülasyonunda bulunabilir).
h-Bor nitrür ayrıca diş çimentosu üretiminde (diş ve ortodontik uygulamalar için) yaygın olarak kullanılmaktadır.
h-Bor nitrür biyomedikal uygulamalar için uygun görünmektedir; Bu nedenle, h-Bor nitrür nanoplatlarının ve yeni birkaç katmanlı h-Bor nitrür bazlı nanokompozitlerin in vitro ve in vivo sitotoksisite gözlemlerine hala ihtiyaç duyulmaktadır.
Kısa süreli çalışmalar, düşük sitotoksisitelerini doğrulamakta ve Bor nitrürün yeni bir ilaç dağıtım sistemi olarak kullanılabileceğini öne sürmektedir; Bununla birlikte, tıbbi uygulamanın uzun vadeli çalışmalarda ek doğrulamaya ihtiyacı vardır.
Altıgen bor nitrür (HBoron nitrür), molibden disülfit, grafit ve molibden, tungsten, niyobyum, tantal ve titanyumun diğer bazı sülfürlerini, selenitlerini ve tellürlerini (kalkojenitler) de içeren katmanlı yapıya sahip inorganik yağlayıcılar sınıfına ait katı bir yağlayıcıdır.
Altıgen bor nitrürün kristal kafesi, ince paralel düzlemler oluşturan altıgen halkalardan oluşur. Bor (B) ve azot (N) atomları, iki bağ arasında 120 ° açı ile düzlemdeki diğer atomlara kovalent olarak bağlanır (her bor atomu üç azot atomuna ve her azot atomu üç bor atomuna bağlanır).
Uçaklar zayıf Van der Waals kuvvetleri tarafından birbirine bağlanır.
Kübik bor nitrür, elmasınkine benzer bir kristal yapıya sahiptir.
Elmasın grafitten daha az kararlı olmasıyla tutarlı olarak, kübik form altıgen formdan daha az kararlıdır, ancak ikisi arasındaki dönüşüm oranı, elmas için olduğu gibi oda sıcaklığında ihmal edilebilir düzeydedir.
Kübik form, elmasınkiyle aynı (sıralı B ve N atomlu) sfalerit kristal yapısına sahiptir ve ayrıca β-Bor nitrür veya c-Bor nitrür olarak da adlandırılır.
Bor nitrürün wurtzit formu (w-Bor nitrür; nokta grubu = C6v; uzay grubu = P63mc), nadir bulunan altıgen bir karbon polimorfu olan lonsdaleit ile aynı yapıya sahiptir.
Kübik formda olduğu gibi, bor ve azot atomları tetrahedra olarak gruplandırılır.
Wurtzit formunda, bor ve azot atomları 6 üyeli halkalar halinde gruplandırılır.
Kübik formda tüm halkalar sandalye konfigürasyonundayken, w-Bor nitrürde 'katmanlar' arasındaki halkalar tekne konfigürasyonundadır.
Daha önceki iyimser raporlar, wurtzite formunun çok güçlü olduğunu tahmin ediyordu ve bir simülasyonla potansiyel olarak elmastan %18 daha güçlü bir güce sahip olduğu tahmin ediliyordu.
Doğada sadece az miktarda mineral bulunduğundan, bu henüz deneysel olarak doğrulanmamıştır.
Son çalışmalar, w-Bor nitrür sertliğini 46 gpa'da ölçtü, ticari borürlerden biraz daha sert, ancak kübik bor nitrür formundan daha yumuşaktı.
Atomik olarak ince bor nitrür: Altıgen bor nitrür, mono veya birkaç atomik tabaka tabakasına pul pul dökülebilir.
Altıgen bor nitrürün grafeninkine benzer yapısı nedeniyle, atomik olarak ince bor nitrür bazen “beyaz grafen”olarak adlandırılır.
Mekanik özellikler: Atomik olarak ince bor nitrür, elektriksel olarak en güçlü yalıtım malzemelerinden biridir.
Tek tabakalı bor nitrürün ortalama Young modülü 0,865 TPa ve kırılma mukavemeti 70,5 gpa'dır.
Artan kalınlıkla mukavemeti önemli ölçüde azalan grafenin aksine, az katmanlı bor nitrür tabakaları, tek katmanlı bor nitrürünkine benzer bir mukavemete sahiptir.
Isı iletkenliği: Atomik olarak ince bor nitrür, yarı iletkenler ve elektrik izolatörleri arasında en yüksek ısı iletkenlik katsayılarından birine (oda sıcaklığında 751 W/mK) sahiptir.
Atomik olarak ince bor nitrürün ısıl iletkenliği, daha az katman içi kuplaj nedeniyle azalan kalınlıkla artar.
Grafenin hava stabilitesi net bir kalınlık bağımlılığı gösterir: tek tabakalı grafen, 250 °C'de oksijene reaktiftir, 300 °C'de kuvvetli bir şekilde katkılıdır ve 450 °C'de kazınmıştır.
Buna karşılık, dökme grafit 800 °C'ye kadar oksitlenmez.
Atomik olarak ince bor nitrür, grafenden çok daha iyi oksidasyon direncine sahiptir.
Tek tabakalı bor nitrür 700 ° C'ye kadar oksitlenmez ve havada 850 °C'ye kadar dayanabilir; iki tabakalı ve üç tabakalı bor nitrür nanosheetleri biraz daha yüksek oksidasyon başlangıç sıcaklıklarına sahiptir.
Mükemmel termal stabilite, gaz ve sıvıya karşı yüksek geçirimsizlik, elektrik yalıtımı, metallerin yüzey oksidasyonunu ve korozyonunu önlemek için atomik olarak ince bor nitrür potansiyel kaplama malzemeleri yapar.
Daha iyi yüzey adsorpsiyonu: Atomik olarak ince bor nitrürün, dökme altıgen bor nitrürden daha iyi yüzey adsorpsiyon özelliklerine sahip olduğu bulunmuştur.
Adsorban olarak atomik olarak ince bor nitrür, moleküllerin yüzey adsorpsiyonunda konformasyonel değişiklikler yaşayarak adsorpsiyon enerjisini ve verimliliğini arttırır.
Bor nitrür nanosheets, Raman duyarlılığını aşağıdakilerden dolayı iki sıraya kadar artırabilir:
Atom kalınlığının sinerjik etkisi
yüksek esneklik
daha güçlü yüzey adsorpsiyon kapasitesi
elektrik yalıtımı, geçirimsizlik
yüksek termal ve kimyasal kararlılık
Bu arada, diğer malzemeler tarafından elde edilemeyen uzun vadeli istikrar ve olağanüstü yeniden kullanılabilirlik elde edin.
Dielektrik özellikler: Atomik olarak ince altıgen bor nitrür, grafen, molibden disülfit (MoS2) ve diğer birçok 2D malzeme bazlı elektronik ve fotonik cihaz için mükemmel bir dielektrik substrattır.
Elektrik kuvvet mikroskobu (EFM) çalışmaları ile gösterildiği gibi, atomik olarak ince bor nitrürdeki elektrik alan taraması, kalınlığa zayıf bir bağımlılık gösterir.
Raman spektroskopisi, çeşitli 2B materyalleri incelemek için yararlı bir araç olmuştur ve yüksek kaliteli atomik olarak ince bor nitrürün Raman imzası ilk olarak Gorbaçov ve ark. 2011 yılında.ve Li ve diğ. Bununla birlikte, tek tabakalı bor nitrürün bildirilen iki Raman sonucu birbiriyle aynı fikirde değildi.
Cai ve diğ., bu nedenle, atomik olarak ince bor nitrürün içsel Raman spektrumunu ortaya çıkarmak için sistematik deneysel ve teorik çalışmalar yürütmüştür.
Bir substratla etkileşime girmeden atomik olarak ince bor nitrür, dökme altıgen bor nitrürünkine benzer bir G bandı frekansına sahiptir.
Ancak substrat tarafından indüklenen gerilme, Raman kaymalarına neden olabilir.
Bununla birlikte, atomik olarak ince bor nitrürün G bandının Raman yoğunluğu, tabaka kalınlığını ve numune kalitesini tahmin etmek için kullanılabilir.
Bor nitrür nanomesh, nanoyapılı iki boyutlu bir malzemedir.
Bor nitrür nanomesh, temiz bir rodyumun[68] veya rutenyum yüzeyinin ultra yüksek vakum altında borazine yüksek sıcaklıkta maruz kalmasından sonra kendi kendine montaj yoluyla oldukça düzenli bir ağ oluşturan tek bir Bor nitrür tabakasından oluşur.
Nanomesh, altıgen gözeneklerden oluşan bir düzeneğe benziyor.
İki gözenek merkezi arasındaki mesafe 3,2 nm'dir ve gözenek çapı ~ 2 nm'dir.
Bu malzeme için diğer terimler boronitren veya beyaz grafendir.
Bor nitrür nanomesh sadece vakum, hava ve bazı sıvılar altında ayrışmaya karşı kararlı değildir,[72][73] aynı zamanda 800 °C'ye kadar sıcaklıklara da dayanıklıdır.
Ek olarak, nanomesh gözeneklerine benzer boyutlara sahip molekülleri ve metalik kümeleri yakalama ve iyi düzenlenmiş bir dizi oluşturma konusunda olağanüstü bir yetenek gösterir.
Bu özellikler, nanomesh'in kataliz, yüzey işlevselleştirme, spintronik, kuantum hesaplama ve sabit diskler gibi veri depolama ortamları gibi alanlarda ilginç uygulamalarını vaat ediyor.
Bor nitrür tübülleri ilk olarak 1989 yılında Shore ve Dolan tarafından yapılmıştır Bu çalışmanın patenti 1989 yılında alınmış ve 1989 tez (Dolan) ve ardından 1993 Bilim'de yayınlanmıştır.
1989 çalışması aynı zamanda B-trikloroborazin ve sezyum metali ile amorf Bor nitrürün ilk hazırlığıydı.
Bor nitrür nanotüpleri 1994 yılında tahmin edilmiş ve 1995 yılında deneysel olarak keşfedilmiştir.
Haddelenmiş bir h-bor nitrür tabakası olarak hayal edilebilirler.
Bor nitrür nanotüp, karbon atomlarının dönüşümlü olarak nitrojen ve bor atomları ile ikame edilmesi dışında, karbon nanotüpün yakın bir analogudur.
Bununla birlikte, Bor nitrür nanotüplerin özellikleri çok farklıdır:
Karbon nanotüpler, yuvarlanma yönüne ve yarıçapına bağlı olarak metalik veya yarı iletken olabilir.
Bir Bor nitrür nanotüp, temelde tüp kiralitesinden ve morfolojisinden bağımsız olarak ~5,5 ev'lik bir bant genişliğine sahip bir elektrik yalıtkanıdır.
Ek olarak, katmanlı bir Bor nitrür yapısı, grafitik bir karbon yapısından çok daha termal ve kimyasal olarak kararlıdır.
Bor nitrür nanotüpler (Bor Nitritler), üstün özellikleri sayesinde birçok uygulama alanına sahiptir:
ısı ve elektrik yalıtımı
oksidasyona karşı direnç
yüksek hidrofobiklik
biyouyumlu özelliklerin yanı sıra yüksek hidrojen depolama kapasitesi
Bu nedenle son yıllarda artan ilgiyle Bor nitrür için yeni sentez yöntemleri aranmaktadır.
Bu çalışmada literatürde daha önce denenmemiş öncü materyal ve yöntemler kullanılarak yüksek saflıkta ve verimli Bor nitritler sentezlenmiştir.
Sentez için bir kimyasal buhar depolama (CVD) fırını kullanılmış ve optimum koşulları elde etmek için çeşitli parametreler değiştirilmiştir.
Elde edilen Bor nitridentlerin yapısı, Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), Raman spektroskopisi ve UV ile görülebilen bir spektrofotometre ile karakterize edildi.
Ayrıca yüzey morfolojileri transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak aydınlatıldı.
Ancak HR-TEM (yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu) analizi sonucunda elde edilen Bor nitrürlerinin sentezlenmesi zor tek duvarlı bir yapıya sahip olduğu gözlenmiştir.
Bu, sentezlenen Bor nitridentlerin önemini ve kalitesini arttırır.
Bor nitrür aerojeli, oldukça gözenekli Bor nitrürden yapılmış bir aerojeldir.
Bor nitrür aerojeli tipik olarak deforme olmuş Bor nitrür nanotüpleri ve nanosheetlerin bir karışımından oluşur.
Bor nitrür aerojel, 0,6 mg/cm3 kadar düşük bir yoğunluğa ve 1050 m2/g kadar yüksek spesifik bir yüzey alanına sahip olabilir ve bu nedenle emici, katalizör desteği ve gaz depolama ortamı olarak potansiyel uygulamalara sahiptir.
Bor nitrür aerojelleri oldukça hidrofobiktir ve yağdaki ağırlıklarının 160 katına kadar emebilir.
1200 °C'ye kadar sıcaklıklarda havada oksidasyona karşı dirençlidirler ve bu nedenle emilen yağ alevle yakıldıktan sonra tekrar kullanılabilirler.
Bor nitrür aerojelleri, besleme gazı olarak borazin kullanılarak şablon destekli kimyasal buhar biriktirme ile hazırlanabilir.
Silikon nitrür seramiklerine bor nitrür eklenmesi, elde edilen malzemenin termal şok direncini arttırır.
Aynı amaçla silikon nitrür-alümina ve titanyum nitrür-alümina seramiklerine de Bor nitrür eklenir.
Bor nitrür ile takviye edilen diğer malzemeler şunları içerir:
alümina ve zirkonya
borosilikat camlar
cam seramikler
emayeler
titanyum borürlü kompozit seramikler-bor nitrür
titanyum borür-alüminyum nitrür-bor nitrür
silisyum karbür-bor nitrür bileşimi
Altıgen bor nitrür (h-Bor nitrür), aşağıdakiler gibi bir fiziksel ve kimyasal özellikler kompleksi nedeniyle modern teknolojilerde yaygın olarak kullanılmaktadır:
-yüksek termal kararlılık
- yüksek sıcaklıklarda oksidasyona karşı direnç
- kimyasal dayanım
- dielektrik dayanım
- düşük yoğunluklu
- düşük sürtünme katsayısı.
Bor nitrür bir dizi nanoyapı oluşturur: nanopartiküller-pürüzsüz veya petal benzeri bir yüzeye sahip ve katı veya içi boş;
nanotüpler-silindirik, çokgen, spiral, bambu benzeri ve diğerleri; ince grafen benzeri yapraklar; nanokajlar; nanokonlar ve mezopor Bor nitrür.
Bor nitrür nanomalzemeleri, nanoaktif-manyetik cihazlar, kataliz ve biyoteknolojiler için malzeme olarak aktif olarak incelenmektedir.
Bor nitrür nanoyapıları, dökme Bor nitrürün doğasında bulunan fiziksel-kimyasal özellikleri korur.
Ek olarak, düz Bor nitrür nanotüpleri (Bor nitridentler) ve grafen benzeri Bor nitrür yaprakları (Bor Nitridegp'ler), kristal yapılarındaki mükemmellik nedeniyle olağanüstü yüksek mekanik mukavemet sergilerler.
Bu, Bor nitridentleri ve Bor Nitridegp'leri polimer, seramik ve metal matrislere dayalı yüksek mukavemetli kompozitler üretmek için umut verici malzemeler haline getirir.
Laboratuvarımızda, akıllı uygulamaları için çeşitli Bor nitrür nanomalzemelerinin fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerini inceleyerek yeni Bor nitrür nanoyapıları sentezi yöntemleri geliştiriyoruz.
Bor nitrür, bir bor öncüsünün (borik asit veya bor trioksit) bir azot atmosferi altında azot içeren bir reaktif (üre veya amonyak) ile reaksiyonu yoluyla sentezlenir.
Bu reaksiyon, eser miktarlarda bor trioksit safsızlıkları içeren amorf bor nitrür verir ve bu, 1500°C'nin üzerinde ısıtma yoluyla buharlaştırılarak daha da saflaştırılabilir.
Bor Nitrür Uygulamaları:
Altıgen Bor nitrür (h-Bor nitrür) en yaygın kullanılan polimorftur.
Altıgen Bor nitrür, hem düşük hem de yüksek sıcaklıklarda (oksitleyici bir atmosferde bile 900 °C'ye kadar) iyi bir yağlayıcıdır.
h-Bor nitrür yağlayıcı, grafitin (alternatif yağlayıcı) elektriksel iletkenliği veya kimyasal reaktivitesi sorunlu olduğunda özellikle yararlıdır.
Grafitin oksitlenip karbon çamuruna dönüşebildiği içten yanmalı motorlarda, üstün termal stabilitesine sahip h-Bor nitrür motor yağlayıcısına eklenebilir.
Bununla birlikte, tüm nano parçacıkların süspansiyonunda, Brownian hareketinin çözülmesi kilit bir sorundur.
Yerleşim, motor yağı filtrelerini tıkayabilir, bu da yanmalı bir motordaki katı yağlayıcıların uygulanmasını yalnızca motorun yeniden inşasının yaygın bir uygulama olduğu otomotiv yarış ayarlarıyla sınırlar.
Karbon, özelliklerin bozulmasına yol açabilecek belirli alaşımlarda (çelikler gibi) kayda değer bir çözünürlüğe sahip olduğundan, Bor nitrür genellikle yüksek sıcaklık ve/veya yüksek basınç uygulamaları için üstündür.
H-Bor nitrürün grafite göre bir diğer avantajı, kayganlığının tabakalar arasında sıkışmış su veya gaz molekülleri gerektirmemesidir.
Bu nedenle, h-Bor nitrür yağlayıcılar vakumda bile, örneğin uzay uygulamalarında kullanılabilir.
İnce taneli h-Bor nitrürün yağlama özellikleri kozmetiklerde, boyalarda, diş çimentolarında ve kurşun kalem uçlarında kullanılır.
Altıgen Bor nitrür ilk olarak 1940 civarında Japonya'da kozmetikte kullanıldı.
Bununla birlikte, yüksek fiyatı nedeniyle, h-Bor nitrür bu uygulama için kısa sürede terk edildi.
Altıgen Bor nitrürün kullanımı, 1990'ların sonlarında h-Bor nitrür üretim süreçlerinin optimizasyonu ile yeniden canlandırıldı.
Şu anda h-Bor nitrür, fondöten, makyaj, göz farı, allık, kohl kalem, ruj ve diğer cilt bakım ürünleri için neredeyse tüm önde gelen kozmetik ürünleri üreticileri tarafından kullanılmaktadır.
Mükemmel termal ve kimyasal stabilitesi nedeniyle, bor nitrür seramikleri geleneksel olarak yüksek sıcaklık ekipmanlarının parçaları olarak kullanılır.
h-Bor nitrür, seramiklere, alaşımlara, reçinelere, plastiklere, kauçuklara ve diğer malzemelere dahil edilebilir ve bu da onlara kendi kendini yağlama özellikleri kazandırır.
Bu tür malzemeler, örneğin yatakların inşası ve çelik üretimi için uygundur.
Bor nitrürle doldurulmuş plastikler daha az termal genleşmenin yanı sıra daha yüksek termal iletkenliğe ve elektriksel dirence sahiptir.
Bor nitrürün mükemmel dielektrik ve termal özellikleri nedeniyle, Bor nitrür elektronikte, örneğin yarı iletkenler, mikrodalga saydam pencereler için bir substrat olarak kullanılır.
Birçok kuantum cihazı, substrat malzemesi olarak çok katmanlı h-Bor nitrür kullanır.
Bor nitrür, dirençli rasgele erişim belleklerinde dielektrik olarak da kullanılabilir.
Altıgen Bor nitrür, kserografik işlemlerde ve lazer yazıcılarda, foto tamburun yük sızıntısı bariyer tabakası olarak kullanılır.
Otomotiv endüstrisinde, yakıt akışını ayarlamak için geri bildirim sağlayan oksijen sensörlerini kapatmak için bir bağlayıcı (bor oksit) ile karıştırılmış h-Bor nitrür kullanılır.
Bağlayıcı, h-Bor nitrürün benzersiz sıcaklık kararlılığını ve yalıtım özelliklerini kullanır.
Parçalar, dört ticari sınıf h-Bor nitrürden sıcak presleme ile yapılabilir.
Dereceli HBoron nitrür bir bor oksit bağlayıcı içerir; Oksitleyici atmosferde 550-850 °C'ye, vakumda 1600 °C'ye kadar kullanılabilir, ancak bor oksit içeriği nedeniyle suya duyarlıdır.
HBR sınıfı bir kalsiyum borat bağlayıcı kullanır ve 1600 °C'de kullanılabilir.
HBC ve HBT kaliteleri bağlayıcı içermez ve 3000 °C'ye kadar kullanılabilir.
Bor nitrür nanosheetleri (h-Bor nitrür), yaklaşık 10 cm'ye kadar olan alanlarda, kimyasal buhar biriktirme düzeninde ~1100 °C'lik bir sıcaklıkta borazinin katalitik ayrışmasıyla biriktirilebilir.2.
Altıgen atomik yapıları, grafen ile küçük kafes uyumsuzlukları (~%2) ve yüksek homojenlikleri nedeniyle grafen bazlı cihazlar için substrat olarak kullanılırlar.
Bor nitrür nanosheetleri de mükemmel proton iletkenleridir.
Yüksek proton taşıma hızları, yüksek elektrik direnci ile birleştiğinde, yakıt hücrelerinde ve su elektrolizinde uygulamalara yol açabilir.
h-Bor nitrür, 2000'li yılların ortalarından beri, genellikle "moly"olarak adlandırılan molibden disülfit kaplamaya alternatif olarak hassas hedef tüfek uygulamalarında mermi ve delik yağlayıcı olarak kullanılmaktadır.
Altıgen Bor nitrürün etkili namlu ömrünü uzattığı, delik temizliği arasındaki aralıkları arttırdığı ve temiz delikli ilk atışlar ile sonraki atışlar arasındaki çarpma noktasındaki sapmayı azalttığı iddia edilmektedir.
Altıgen bor nitrür (HBoron nitrür), aşağıdakileri de içeren lamel yapıya sahip inorganik yağlayıcılar sınıfına ait katı bir yağlayıcıdır:
- molibden disülfür
- grafit
- molibdenden diğer bazı sülfitler, selenitler ve tellüritler (kalkojenitler)
-tungsten
- niyobyum
- tantal
- titanyum
Altıgen bor nitrürün kristal kafesi, ince paralel düzlemler oluşturan altıgen halkalardan oluşur.
Bor ve azot atomları, iki bağ arasında 120 °açı ile düzlemdeki diğer atomlara kovalent olarak bağlanır.
Uçaklar zayıf Van der Waals kuvvetleri tarafından birbirine bağlanır.
Katmanlı yapı, paralel düzlemlerin kayma hareketine izin verir.
Düzlemler arasındaki zayıf bağ, kayma hareketi yönünde düşük kayma mukavemeti, ancak kayma hareketine dik yönde yüksek sıkıştırma mukavemeti sağlar.
Sürtünme kuvvetleri, bor nitrür parçacıklarının düzlemlerin kayma hareketine paralel olduğu yönde yönelmesine neden olur.
Mekanik özelliklerin anizotropisi, bor nitrüre düşük sürtünme katsayısı ve yüksek taşıma yükü kapasitesi kombinasyonunu verir.Bor nitrür, substrat yüzeyine kuvvetle yapışmış bir yağlama filmi oluşturur. Yağlama filmi iyi aşınma direnci ve nöbet direnci (uyumluluk) sağlar.
Molibden disülfide benzer şekilde, bor nitrür ile yağlama için nemli atmosfer gerekli değildir.
Altıgen Bor nitrür, kuru atmosferde ve vakumda düşük sürtünme gösterir.
Bor nitrürün sürtünme katsayısı, grafit ve molibden disülfürünkine benzer olan 0.1-0.7 aralığındadır.
Safsızlıklar (örn. bor oksit) bor nitrürün yağlama özellikleri üzerinde olumsuz etki yapar.
Bor nitrür kimyasal olarak inert bir maddedir.
Altıgen Bor nitrür çoğu aside, alkaliye, çözücüye reaktif değildir ve erimiş alüminyum, magnezyum, erimiş tuzlar ve camla ıslatılmaz.
Bor nitrürün grafit ve molibden disülfüre kıyasla en büyük avantajı termal stabilitesidir.
Altıgen bor nitrür, inert veya indirgeyici ortamda 5000°F'ye (2760°C) ve oksitleyici atmosferde 1600°F'ye (870°C) kadar yağlama özelliklerini korur.
Aşındırıcı olarak kübik bor nitrür (CBoron nitrür veya c-Bor nitrür) yaygın olarak kullanılmaktadır.
CBoron nitrürün kullanışlılığı, yüksek sıcaklıklarda demir, nikel ve ilgili alaşımlardaki çözünmezliğinden kaynaklanırken, elmas bu metallerde çözünür.
Polikristalin c-Bor nitrür (PCBoron nitrür) aşındırıcılar bu nedenle çeliği işlemek için kullanılırken, elmas aşındırıcılar alüminyum alaşımları, seramikler ve taş için tercih edilir.
Yüksek sıcaklıklarda oksijenle temas ettiğinde, Bor nitrür bir pasivasyon tabakası oluşturur. bor oksit.
Bor nitrür, metal borür veya nitrür ara katmanlarının oluşması nedeniyle metallerle iyi bağlanır.
Kesici takımların takım uçlarında genellikle kübik bor nitrür kristallerine sahip malzemeler kullanılır.
Öğütme uygulamaları için reçine, gözenekli seramikler ve yumuşak metaller gibi daha yumuşak bağlayıcılar kullanılır.
Seramik bağlayıcılar da kullanılabilir. Ticari ürünler "Borazon" (Diamond Innovations tarafından) ve "Elbor" veya "Cubonite" (Rus satıcılar tarafından) adları altında bilinir.
Elmasın aksine, büyük c-Bor nitrür peletleri, Bor nitrür ayrışma sıcaklığının biraz altındaki sıcaklıklarda azot akışında c-Bor nitrür tozlarının tavlanmasının basit bir işleminde (sinterleme olarak adlandırılır) üretilebilir.
C-Bor nitrür ve h-Bor nitrür tozlarının kaynaşma kabiliyeti, büyük Bor nitrür parçalarının ucuza üretilmesini sağlar.
Elmasa benzer şekilde, en yüksek ısı iletkenliğine ve elektriksel dirence sahip c-Bor nitrürdeki kombinasyon, ısı yayıcılar için idealdir.
Kübik bor nitrür hafif atomlardan oluştuğu için kimyasal ve mekanik olarak çok sağlamdır.
CBoron nitrür, X-ışını membranları için popüler malzemelerden biridir: düşük kütle, küçük X-ışını emilimi ile sonuçlanır ve iyi mekanik özellikler, ince membranların kullanılmasına izin verir, böylece emilimi daha da azaltır.
Amorf bor nitrür katmanları (a-Bor nitrür) bazı yarı iletken cihazlarda, örneğin mosfet'lerde kullanılır.
Trikloroborazinin sezyum ile kimyasal ayrışması veya termal kimyasal buhar biriktirme yöntemleri ile hazırlanabilirler.
Termal CVD, h-Bor nitrür katmanlarının veya yüksek sıcaklıklarda c-Bor nitrürün biriktirilmesi için de kullanılabilir.
Bor Nitrür Uygulamaları:
Altıgen bor nitrür formu, boyalar, kozmetikler, kurşun kalemler ve diş uygulamaları için çimento için yağlayıcı olarak kullanılır.
Bor nitrürün yağlama özelliği, bileşik tabakalar içinde gaz veya su moleküllerinin yokluğunda bile meydana gelir, böylece onu vakum sistemleri için iyi bir bileşen haline getirir.
Grafit ile karşılaştırıldığında, Bor nitrür önemli ölçüde daha iyi kimyasal stabiliteye ve elektriksel iletkenliğe sahiptir.
Bor nitrürün ısıya karşı olağanüstü direnci, bileşiği aşırı yüksek sıcaklıklar içeren çok çeşitli uygulamalara borç verir.
Kauçuk, plastik, alaşımlar ve seramiklerin yağlama özelliklerini iyileştirmek için altıgen bor nitrür kullanılmaktadır.
Plastikler söz konusu olduğunda, bir Bor nitrür bileşeninin dahil edilmesi daha düşük termal genleşme sağlar.
Bor nitrür ayrıca yarı iletken yüzeylere ve mikrodalga fırın pencerelerine entegre edilebilir.
Bor nitrür, bor nitrürün termokimyasal özelliklerinden dolayı reaksiyon kaplarının ve potalarının etkili bir bileşenidir.
4,5 ila 6,4 eV arasında değişen bir bant aralığı ile bor nitrür, mükemmel bir geniş aralıklı yarı iletken malzemedir.
Bor nitrürün içsel termal ve dielektrik özellikleri, onu metal oksit yarı iletken alan etkili transistörler (mosfet'ler) ve yarı iletkenler geliştirmede uygun bir substrat haline getirir.
Kübik bor nitrürün fiziksel özelliklerinden dolayı.
Bu polimorf, elmasın uygun bulunmadığı koşullarda (aşırı sıcakta olduğu gibi) nikel, demir ve seçilmiş alaşımlar için aşındırıcı malzeme olarak kullanılır.
Bor nitrürün kübik Bor nitrür formu, kesici takım uçlarına ve taşlama ekipmanlarına dahil edilmiştir.
Bor nitrür nanopartiküllerinin yüksek ısı iletkenliği nanofluidlerde kullanılır.
Geleneksel ısı transfer akışkanlarına Bor nitrür nanopartiküllerinin eklenmesi, termal iletkenliği artırır ve sonuç olarak termal taşınımı artırır.
Nanofluidler, ısı eşanjörlerinde hızlı soğutma veya ısıtma uygulamaları için kullanılabilir.
Bor nitrür nanopartiküllerinin üstün mekanik mukavemeti, 100 Gpa'dan daha büyük Vickers Sertliğine sahip ultra sert kübik Bor Nitrür (c-Bor nitrür) oluşturmak için kullanılır.
Bu değer sentetik elmasların optimum sertliğini aşıyor. Benzersiz mekanik tokluğa ek olarak, c-Bor nitrür ayrıca önemli kırılma tokluğu ve yüksek oksidasyon direnci gösterir.
Bu benzersiz özellikleri nedeniyle, c-Bor nitrür, elmas yerine yüksek performanslı bir aşındırıcı malzeme olarak kullanılabilir. Ayrıca, c-Bor nitrür, demir bazlı malzemelerin hassas şekillendirilmesinde etkilidir.
Karbon nanotüpler gibi, Bor nitrür nanotüpler de kompozitlerde takviye maddesi olarak kullanılır.
Bor nitrür nanotüpler, çoğunlukla polimer, seramik ve metal kompozitlerde kompozit dolgu maddesi olarak kullanılmaktadır.
Yüksek mekanik mukavemetleri ve ısı iletkenlikleri nedeniyle, Bor nitrür nanotüpleri bu kompozitlerin mukavemetini arttırırken malzemenin ısı iletkenliğini de arttırır.
Farklı polimerlerin ısı iletkenliği, farklı yükleme oranları ile 4,5 ila 14,7 kat arttırılabilir.
Bor nitrür nanotüplerin bir başka uygulaması da hidrojen alımı ve depolanmasıdır.
Yüksek yüzey alanı ve polaritesi nedeniyle Bor nitrür nanotüpler, hidrojen enerjisi endüstrisinde hidrojen depolama malzemesi olarak kullanılma potansiyeline sahiptir.
Bor nitrür nanotüplerin diğer umut verici uygulama alanları; yalıtım kaplamaları, ultraviyole ışıldaması ve alan emisyonudur.
H-Bor nitrür yapısının geniş bant aralığı nedeniyle, Bor nitrür nanotüpleri yüksek elektriksel yalıtım özellikleri sunar.
Bor nitrür nanotüpleri gibi, Bor nitrür nanosheetleri de polimerlerde takviye edici bir madde olarak kullanılır.
Mekanik dayanımın yanı sıra Bor nitrür nanosheetleri, Bor nitrür nanotüplerden daha iyi ısı iletkenliği sunar ve bozulmaya karşı kimyasal stabilite sağlar.
Bor nitrür nanosheets, polimerler ve diğer kompozitler için mükemmel katkı maddeleridir. Bor nitrür esaslı kompozitler, yüksek ısı iletkenlikleri nedeniyle ambalaj endüstrisinde de kullanılma potansiyeline sahiptir.
Alternatif olarak, mikroelektronik uygulamalarda Bor nitrür nanosheetleri kullanılır.
Karbon nanoyapılarının yarı iletken özelliklerinin Bor nitrür nanoyapılarının yalıtım özellikleriyle birleştirilmesi, elektrik devrelerinin, alan etkili transistörlerin ve tünel açma cihazlarının yapımını sağlar.
Ayrıca, Bor nitrür nanosheetlerin pürüzsüz yüzeyi cihaz kalitesini ve performansını artırabilirken, Bor nitrür nanosheetlerin kimyasal etkisizliği korozyona karşı koruma sağlar.
Karbon katkılı Bor nitrür nanosheetleri mükemmel fotokatalitik özellikler gösterir ve H2 üretiminde ve su kirliliklerinin oksidasyonunda fotokatalist olarak kullanılma potansiyeline sahiptir.
Bor nitrür nanosheetlerin diğer olası uygulama alanları; yağlayıcılar, süperhidrofobik malzemeler ve oksidasyona dayanıklı kaplamalar olarak sıralanabilir.
Nano gözenekli Bor nitrür, mükemmel Bor nitrür özelliklerini gözenekli yapının yüksek yüzey alanıyla birleştirir.
Gözenekli Bor nitrürün yüksek kimyasal stabilitesi ve termal iletkenliği, hidrojen depolama, katalizör desteği, kirlilik arıtma ve ilaç dağıtım sistemlerinde kullanılmasına izin verir.
Gözenekli Bor nitrür yapılarının adsorpsiyon özellikleri su kirliliği işlemlerinde kullanılmaktadır.
Ağır metaller ve sülfat, fosfat, nitrat ve klorür anyonları gibi inorganik parçacıklar; boyalar gibi organik parçacıklar su kirliliğine neden olur.
Bu kirliliklerin yüksek konsantrasyonları insan ve hayvan sağlığını ve çevreyi tehdit etmektedir.
Bu nedenle dünyamızda su arıtımı bir zorunluluktur.
Gözenekli Bor nitrürün yüksek yüzey alanı ve kimyasal etkisizliği kirleticilerin uzaklaştırılması için uygundur.
Gözenekli Bor nitrür, büyük bir uzaklaştırma potansiyeli sergileyen adsorbatların ağırlıkça %3300'ünü alabilir.
Ayrıca, malzemenin uzun süre kullanılmasına izin veren harika bisiklet performanslarına sahiptirler.
Bor nitrür nanotüpleri gibi gözenekli Bor nitrür nanoyapıları da hidrojen depolama uygulamaları için kullanılabilir.
1 Mpa'nın altında ve 77K'DA nano gözenekli Bor nitrürün ağırlıkça %2,6 hidrojen aldığı bulundu.
CompTox Gösterge Tablosu (EPA): DTXSID5051498
Hidrojen Bağı Alıcı Sayısı: 1
Tam Kütle: 25.0123792
Monoizotopik Kütle: 25.0123792
Topolojik Kutup Yüzey Alanı: 23.8 Å2
Ağır Atom Sayısı: 2
Karmaşıklık: 10
Kovalent Bağlı Birim Sayısı: 1
