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自然界天然氮化硼如何獲取

文章出處: 天元航材    責任編輯: 天元化工新材廠家    發(fā)布時間:2017-07-26 08:30:00    點擊數(shù):116    【
[導讀]: 氮化硼是如何獲取的

自然界天然氮化硼如何獲取

      氮化硼是一種化工添加劑,自然界是不存在的。目前所使用的氮化硼產(chǎn)品都是通過現(xiàn)代科技合成的。
      氮化硼問世于100多年前,最早的應(yīng)用是作為高溫潤滑劑的六方氮化硼[簡稱:h—BN,或a—BN,或g—BN(即石墨型氮化硼)],h—BN不僅其結(jié)構(gòu)而且其性能也與石墨極為相似,且自身潔白,所以俗稱:白石墨。
氮化硼主要制作方法有:


高溫高壓合成法

     1957年Wentorf首次人工合成立方BN。在溫度接近或高于1700℃,最低壓強為11~12GPa時,由純六方氮化硼(HBN)直接轉(zhuǎn)變成立方氮化硼(CBN)。隨后人們發(fā)現(xiàn)使用催化劑可大幅度降低轉(zhuǎn)變溫度和壓力。常用的催化劑為:堿和堿土金屬、堿和堿土氮化物、堿土氟代氮化物、硼酸銨鹽和無機氟化物等。其中以硼酸銨鹽作催化劑所需的溫度和壓力最低,在1500℃時所需壓力為5GPa,而在壓力為6GPa時其溫度區(qū)間為600~700℃。由此可見,雖然加催化劑可大大降低轉(zhuǎn)變溫度和壓力,但所需的溫度和壓力還是較高。因而其制備的設(shè)備復雜、成本高,其工業(yè)應(yīng)用受到限制。


化學氣相合成法

      1979年Sokolowski成功利用脈沖等離子體技術(shù)在低溫低壓下制備成立方氮化硼(CBN)膜。所用設(shè)備簡單,工藝易于實現(xiàn),因此得到迅速發(fā)展。已出現(xiàn)多種氣相沉積方法。傳統(tǒng)來講主要是指熱化學氣相沉積。實驗裝置一般由耐熱石英管和加熱裝置組成,基體既可以通過加熱爐加熱(熱壁CVD),也可以通過高頻感應(yīng)加熱(冷壁CVD)。反應(yīng)氣體在高溫基體表面發(fā)生分解,同時發(fā)生化學反應(yīng)沉積成膜,反應(yīng)氣體有BCl3或B2H4與NH3的混合氣體。


水熱合成法

       此方法是在高壓釜里的高溫、高壓反應(yīng)環(huán)境中,采用水作為反應(yīng)介質(zhì),使得通常難溶或不溶的物質(zhì)溶解,反應(yīng)還可進行重結(jié)晶。水熱技術(shù)具有兩個特點,一是其相對低的溫度,二是在封閉容器中進行,避免了組分揮發(fā)。作為一種低溫低壓合成方法,被用于在低溫下合成立方氮化硼。
苯熱合成法
     作為近幾年興起的一種低溫納米材料合成方法,苯熱合成受到廣泛關(guān)注。苯由于其穩(wěn)定的共軛結(jié)構(gòu),是溶劑熱合成的優(yōu)良溶劑,最近成功地發(fā)展成苯熱合成技術(shù),如反應(yīng)式:
BCl3+Li3N→BN+3LiCl或BBr3+Li3N→BN+3LiBr反應(yīng)溫度只有450℃,苯熱合成技術(shù)可以在相對低的溫度和壓力下制備出通常在極端條件下才能制得的、在超高壓下才能存在的亞穩(wěn)相。這種方法實現(xiàn)了低溫低壓制備立方氮化硼。但是這種方法尚處于實驗研究階段,是一種很有應(yīng)用潛力的合成方法。
自蔓延技術(shù)
      利用外部提供必要的能量誘發(fā)高放熱化學反應(yīng),體系局部發(fā)生反應(yīng)形成化學反應(yīng)前沿(燃燒波),化學反應(yīng)在自身放出熱量的支持下快速進行,燃燒波蔓延整個體系。這種方法雖然是傳統(tǒng)的無機合成方法,但近幾年才有報道用于氮化硼的合成。


碳熱合成技術(shù)

         該方法是在碳化硅表面上,以硼酸為原料的,碳為還原劑,氨氣氮化得到氮化硼的方法,所得產(chǎn)物純度很高,對于復合材料的制備具有很大的應(yīng)用價值。
離子束濺射技術(shù)
利用粒子束濺射沉積技術(shù),得到立方氮化硼和六方氮化硼的混合產(chǎn)物。這種方法雖然雜質(zhì)較少,但是由于反應(yīng)條件難以控制,因此產(chǎn)物的形態(tài)難以控制,對這種方法的研究還有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br /> 激光誘發(fā)還原法
用激光作為外加能源,誘發(fā)反應(yīng)前驅(qū)體之間的氧化還原反應(yīng),并使B和N結(jié)合從而生成氮化硼,但是這種方法得到的也是混合相。

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