Bor-Nitrid ist eine chemische Zusammensetzung mit der chemischen Formel MILLIARDE, aus gleichen Anzahlen von Bor und Stickstoff-Atomen bestehend. MILLIARDE ist isoelectronic zu einem ähnlich strukturierten Kohlenstoff-Gitter und besteht so in verschiedenen kristallenen Formen. Die sechseckige Form entsprechend dem Grafit ist am stabilsten und unter der MILLIARDE polymorphs am weichsten, und wird deshalb als ein Schmiermittel und ein Zusatz zu kosmetischen Produkten verwendet. Das kubische (sphalerite Struktur) dem Diamanten analoge Vielfalt wird C-MILLIARDE genannt. Seine Härte ist nur dem Diamanten untergeordnet, aber seine thermische und chemische Stabilität ist höher. Die seltene wurtzite MILLIARDE Modifizierung ist lonsdaleite ähnlich und kann sogar härter sein als die Kubikform.

Bor-Nitrid wird in der Natur nicht gefunden und wird deshalb synthetisch vom Borsäure- oder Bor-Trioxid erzeugt. Das anfängliche Produkt ist amorphe MILLIARDE Puder, das zur kristallenen H-MILLIARDE durch die Heizung im Stickstoff-Fluss bei Temperaturen über 1500 °C umgewandelt wird. C-MILLIARDE wird durch das Ausglühen der H-MILLIARDE Puder bei höheren Temperaturen unter dem Druck über 5 GPa gemacht. Gegen die größere Diamant-C-MILLIARDE Kügelchen kann durch das Schmelzen (sintering) relativ preiswerter C-MILLIARDE Puder erzeugt werden. Infolgedessen wird C-MILLIARDE in mechanischen Anwendungen weit verwendet.

Wegen der ausgezeichneten thermischen und chemischen Stabilität wird Bor-Nitrid-Keramik als Teile der Hoch-Temperaturausrüstung traditionell verwendet. Bor-Nitrid hat ein großes Potenzial in der Nanotechnologie. Nanotubes der MILLIARDE kann erzeugt werden, die eine Struktur haben, die diesem von Kohlenstoff nanotubes, d. h. graphene ähnlich ist (oder MILLIARDE), haben Platten auf sich gerollt, jedoch sind die Eigenschaften sehr verschieden: Wohingegen Kohlenstoff nanotubes metallisch oder abhängig von der rollenden Richtung halbführend sein kann und Radius, eine Milliarde nanotube ein elektrischer Isolator mit einem breiten bandgap von ~5.5 eV sind (dasselbe als im Diamanten), der fast der Tube chirality und Morphologie unabhängig ist. Ähnlich anderer MILLIARDE Formen ist MILLIARDE nanotubes mehr thermisch und chemisch stabil als Kohlenstoff nanotubes, der sie für einige Anwendungen bevorzugt.

Struktur

Bor-Nitrid ist in einem amorphen (eine Milliarde) und kristallene Formen erzeugt worden. Die stabilste kristallene Form ist die sechseckige, auch genannt H-MILLIARDE, α-BN, oder G-MILLIARDE (graphitic MILLIARDE). Es hat eine layered dem Grafit ähnliche Struktur. Innerhalb jeder Schicht werden Bor und Stickstoff-Atome durch starke covalent Obligationen gebunden, wohingegen die Schichten durch schwache Kräfte von van der Waals zusammengehalten werden. Die Zwischenschicht "Registrierung" dieser Platten unterscheidet sich jedoch vom für den Grafit gesehenen Muster, weil die Atome mit Bor-Atomen verfinstert werden, die außer Stickstoff-Atomen liegen. Diese Registrierung widerspiegelt die Widersprüchlichkeit der B-N Obligationen. Und doch, H-MILLIARDE und Grafit sind sehr nahe Nachbarn, und sogar die BCN Hybriden sind synthetisiert worden, wo Kohlenstoff einen B und N Atome auswechselt.

Da Diamant weniger stabil ist als Grafit, ist Kubik-MILLIARDE weniger stabil als H-MILLIARDE, aber der Kurs zwischen jenen Formen ist bei der Raumtemperatur (wieder wie Diamant) unwesentlich. Die Kubikform hat die sphalerite Kristallstruktur, dasselbe als dieser des Diamanten, und wird auch β-BN oder C-MILLIARDE genannt. Die wurtzite MILLIARDE Form (W-MILLIARDE) hat dieselbe Struktur wie lonsdaleite, ein seltener sechseckiger polymorph von Kohlenstoff. Sowohl in der C-MILLIARDE als auch in W-MILLIARDE Bor und Stickstoff-Atome werden in tetrahedra gruppiert, aber die Winkel zwischen dem Grenzen tetrahedra sind verschieden.

Eigenschaften

Physisch

Quellen: amorphe MILLIARDE, kristallene MILLIARDE, Grafit, Diamant.

Die teilweise ionische Struktur der MILLIARDE Schichten in der H-MILLIARDE reduziert covalency und elektrisches Leitvermögen, wohingegen die Zwischenschicht-Wechselwirkungszunahmen, die auf höhere Härte der H-MILLIARDE hinsichtlich des Grafits hinauslaufen. Das reduzierte Elektron-Delocalization in der SECHSECKIGEN MILLIARDE wird auch durch seine Abwesenheit der Farbe und einer großen Band-Lücke angezeigt. Das sehr verschiedene Abbinden - starker covalent innerhalb der grundlegenden Flugzeuge (Flugzeuge, wo Bor und Stickstoff-Atome verpfändeter covalently sind) und schwach zwischen ihnen - verursacht hohen anisotropy von den meisten Eigenschaften der H-MILLIARDE.

Zum Beispiel, die Härte, ist elektrisches und thermisches Leitvermögen innerhalb der Flugzeuge viel höher als Senkrechte zu ihnen. Im Gegenteil sind die Eigenschaften der C-MILLIARDE und W-MILLIARDE homogener.

Jene Materialien sind mit der Härte der C-MILLIARDE äußerst hart ein bisschen kleiner und W-MILLIARDE noch höher zu sein, als dieser des Diamanten. Wegen der viel besseren Stabilität, um zu heizen, und Metalle übertrifft C-MILLIARDE Diamanten an mechanischen Anwendungen. Das Thermalleitvermögen der MILLIARDE ist unter den höchsten von allen elektrischen Isolatoren (sieh Tisch).

Bor-Nitrid kann lackierter P-Typ sein mit Sein und n-leitend mit Bor, Schwefel, Silikon oder wenn co-doped mit Kohlenstoff und Stickstoff. Sowohl sechseckige als auch kubische MILLIARDE ist Halbleiter der breiten Lücke mit einer Band-Lücke-Energie entsprechend dem UV Gebiet. Wenn Stromspannung auf die H-MILLIARDE oder C-MILLIARDE angewandt wird, dann strahlt es UV Licht in der Reihe 215-250 nm aus und kann deshalb als leichte Ausstrahlen-Dioden (LEDs) oder Laser potenziell verwendet werden.

Wenig ist auf dem schmelzenden Verhalten von Bor-Nitrid bekannt. Es sublimiert an 2973 °C am normalen Druck, der Stickstoff-Benzin und Bor veröffentlicht, aber schmilzt am Hochdruck.

Thermalstabilität

Sechseckig und kubisch (und wahrscheinlich W-MILLIARDE) MILLIARDE Show bemerkenswerter chemischer und thermischer stabilities. Zum Beispiel ist H-MILLIARDE zur Zergliederung in Temperaturen bis zu 1000 °C in Luft, 1400 °C im Vakuum und 2800 °C in einer trägen Atmosphäre stabil. Die Reaktionsfähigkeit der H-MILLIARDE und C-MILLIARDE ist relativ ähnlich, und die Daten für die C-MILLIARDE werden im Tisch unten zusammengefasst.

Die Thermalstabilität der C-MILLIARDE kann wie folgt zusammengefasst werden:

• In Luft oder Sauerstoff: FILIALE Schutzschicht verhindert weitere Oxydation zu ~1300 °C; keine Konvertierung zur sechseckigen Form an 1400 °C.
• Im Stickstoff: eine Konvertierung zur H-MILLIARDE an 1525 °C nach 12 h.
• Im Vakuum (10 Papa): Konvertierung zur H-MILLIARDE an 1550-1600 °C.

Chemische Stabilität

Bor-Nitrid ist in üblichen Säuren unlöslich, aber ist in alkalischen geschmolzenen Salzen und Nitriden, wie LiOH, KOH, NaOH-NaCO, NaNO, LiN, MgN, SrN, BaN oder LiBN auflösbar, die deshalb verwendet werden, um MILLIARDE zu ätzen.

Thermalleitvermögen

Das theoretische Thermalleitvermögen von sechseckigem Bor-Nitrid nanoribbons (BNNRs) kann sich 1700-2000 W / nähern (M · K), der dieselbe Größenordnung wie der experimentelle gemessene Wert für graphene hat, und mit den theoretischen Berechnungen für graphene nanoribbons vergleichbar sein kann. Außerdem ist der Thermaltransport im BNNRs anisotropic. Das Thermalleitvermögen von zickzack-schneidigem BNNRs ist um ungefähr 20 % größer als dieser von salonschneidenden nanoribbons bei der Raumtemperatur.

Synthese

Bor-Nitrid ist in der Natur nicht gefunden worden und wird deshalb synthetisch erzeugt. Die allgemeinsten Rohstoffe für die MILLIARDE Synthese, Borsäure- und Bor-Trioxid wird auf Industrieskalen durch das Behandeln von Mineralborax und Colemanite mit Schwefelsäure oder Salzsäure erzeugt:

:NaBO · 10HO (Borax) + HSO  4 HBO (Borsäure) + NaSO + 5 HO

Bor-Trioxid wird durch die Heizung von Borsäure erhalten.

Vorbereitung und Reaktionsfähigkeit der sechseckigen MILLIARDE

Sechseckiges Bor-Nitrid wird durch das reagierende Bor-Trioxid (FILIALE) oder Borsäure (B (OH)) mit Ammoniak (NH) oder Harnstoff (CO (NH)) in der Stickstoff-Atmosphäre erhalten:

:BO + 2 NH  2 MILLIARDEN + 3 HO (T = 900 °C)

:B (OH) + NH  MILLIARDE + 3 HO (T = 900 °C)

:BO + CO (NH)  2 MILLIARDEN + CO + 2 HO (T> 1000 °C)

:BO + 3 CaB + 10 N  20 Milliarden + 3 CaO (T> 1500 °C)

Das resultierende unordentliche (amorphe) Bor-Nitrid enthält 92-95-%-MILLIARDE und 5-8-%-FILIALE. Die restliche FILIALE kann in einem zweiten Schritt bei Temperaturen> 1500 °C verdampft werden, um MILLIARDE Konzentration> 98 % zu erreichen. Solches Ausglühen kristallisiert auch MILLIARDE, die Größe des crystallites, der mit der Ausglühen-Temperatur zunimmt.

H-MILLIARDE Teile kann billig durch das heiße Drücken mit der nachfolgenden Fertigung fabriziert werden. Die Teile werden von Bor-Nitrid-Pudern gemacht, die Bor-Oxyd für die bessere Verdichtbarkeit hinzufügen. Dünne Filme von Bor-Nitrid können durch die chemische Dampf-Absetzung von Bor trichloride und Stickstoff-Vorgängern erhalten werden. Das Verbrennen von Bor-Puder in Stickstoff-Plasma an 5500 °C gibt ultrafeines Bor-Nitrid nach, das für Schmiermittel und Toner verwendet ist.

Bor-Nitrid reagiert mit dem Jod-Fluorid in trichlorofluoromethane an 30 °C, um einen äußerst empfindlichen Kontakt-Explosivstoff, NI im niedrigen Ertrag zu erzeugen.

Einschaltung der sechseckigen MILLIARDE

Ähnlich dem Grafit können verschiedene Moleküle, wie NH oder alkalische Metalle, intercalated in sechseckiges Bor-Nitrid sein, das zwischen seinen Schichten eingefügt wird. Beides Experiment und Theorie weisen darauf hin, dass die Einschaltung für die MILLIARDE viel schwieriger ist als für den Grafit.

Vorbereitung der Kubik-MILLIARDE

Synthese der C-MILLIARDE Gebrauch dieselben Methoden wie dieser des Diamanten: Kubikbor-Nitrid wird durch das Behandeln sechseckigen Bor-Nitrids am Hochdruck und der Temperatur viel erzeugt, wie synthetischer Diamant vom Grafit erzeugt wird. Die direkte Konvertierung von sechseckigem Bor-Nitrid zur Kubikform ist am Druck zwischen 5 und 18 GPa und den Temperaturen zwischen 1730 und 3230 °C beobachtet worden, der ähnliche Rahmen bezüglich der direkten mit dem Grafitdiamantkonvertierung ist. Die Hinzufügung eines kleinen Betrags von Bor-Oxyd kann den erforderlichen Druck zu 4-7 GPa und die Temperatur zu 1500 °C senken. Als in der Diamantsynthese, um weiter den Umwandlungsdruck und die Temperaturen zu reduzieren, wird ein Katalysator, wie Lithium, Kalium, oder Magnesium, ihre Nitride, ihr fluoronitrides, Wasser mit Ammonium-Zusammensetzungen oder hydrazine hinzugefügt. Andere Industriesynthese-Methoden, die wieder vom Diamantwachstum geliehen sind, verwenden Kristallwachstum in einem Temperaturanstieg oder explosive Stoß-Welle. Die Stoß-Welle-Methode wird verwendet, um genannten heterodiamond des Materials, eine superharte Zusammensetzung von Bor, Kohlenstoff und Stickstoff zu erzeugen.

Die Unterdruckabsetzung von dünnen Filmen von Kubikbor-Nitrid ist möglich. Als im Diamantwachstum ist das Hauptproblem, das Wachstum von sechseckigen Phasen (H-MILLIARDE oder Grafit, beziehungsweise) zu unterdrücken. Wohingegen im Diamantwachstum das durch das Hinzufügen von Wasserstoffbenzin erreicht wird, wird Bor trifluoride für die C-MILLIARDE verwendet. Ion-Balken-Absetzung, plasmaerhöhte chemische Dampf-Absetzung, hat Laserabsetzung, das reaktive Spritzen pulsiert, und andere physische Dampf-Absetzungsmethoden werden ebenso verwendet.

Vorbereitung der wurtzite MILLIARDE

Wurtzite MILLIARDE kann über statische dynamische oder Hochdruckstoß-Methoden erhalten werden. Die Grenzen seiner Stabilität werden nicht gut definiert. Sowohl C-MILLIARDE als auch W-MILLIARDE werden durch das Zusammendrücken der H-MILLIARDE gebildet, aber die Bildung der W-MILLIARDE kommt bei viel niedrigeren Temperaturen in der Nähe von 1700 °C vor.

Produktionsstatistik

Wohingegen die Produktions- und Verbrauchszahlen für die Rohstoffe, die für die MILLIARDE Synthese, nämlich Borsäure- und Bor-Trioxid verwendet sind, weithin bekannt sind (sieh Bor), die entsprechenden Zahlen für das Bor-Nitrid werden in statistischen Berichten nicht verzeichnet. Eine Schätzung für die 1999-Weltproduktion ist 300 bis 350 Metertonnen. Die Haupterzeuger und Verbraucher der MILLIARDE werden in den Vereinigten Staaten, Japan, China und Deutschland gelegen. 2000 waren Preise, die von ungefähr $ 75/Kg bis $ 120/Kg für die Standardindustriequalität H-MILLIARDE geändert sind, und über bis zu $ 200-400/Kg für die hohe Reinheit MILLIARDE Ränge.

Anwendungen

Sechseckige MILLIARDE

Sechseckige MILLIARDE ist der am weitesten verwendete polymorph. Es ist ein gutes Schmiermittel sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen (bis zu 900 °C, sogar in einer Oxidieren-Atmosphäre). H-MILLIARDE Schmiermittel ist besonders nützlich, wenn das elektrische Leitvermögen oder die chemische Reaktionsfähigkeit des Grafits (alternatives Schmiermittel) problematisch sein würden. Ein anderer Vorteil der H-MILLIARDE über den Grafit besteht darin, dass seine Schlüpfrigkeit Wasser- oder zwischen den Schichten gefangene Gasmoleküle nicht verlangt. Deshalb kann H-MILLIARDE Schmiermittel sogar im Vakuum z.B in Raumanwendungen verwendet werden. Die Schmiereigenschaften der feinkörnigen H-MILLIARDE werden in der Kosmetik, den Farben verwendet, Zahn-zementiert, und Bleistift führt.

Sechseckige MILLIARDE wurde zuerst in der Kosmetik 1940 in Japan verwendet. Jedoch, wegen seines hohen Preises, wurde H-MILLIARDE bald für diese Anwendung aufgegeben. Sein Gebrauch wurde gegen Ende der 1990er Jahre mit der Optimierung H-MILLIARDE Produktionsprozesse wiederbelebt, und zurzeit wird H-MILLIARDE von fast allen Haupterzeugern von kosmetischen Produkten für Fundamente, Make-Up, Lidschatten, Rouges, kohl Bleistifte, Lippenstifte und andere Hautpflege-Produkte verwendet.

Wegen seiner ausgezeichneten thermischen und chemischen Stabilität wird Bor-Nitrid-Keramik als Teile der Hoch-Temperaturausrüstung traditionell verwendet. H-MILLIARDE kann in Keramik, Legierung, Harze, Plastik, Gummischuhe und andere Materialien eingeschlossen werden, ihnen gebend, Eigenschaften selbstschmierend. Solche Materialien sind für den Aufbau von z.B Lagern und in der Stahlerzeugung passend. Mit der MILLIARDE gefüllter Plastik hat weniger Thermalvergrößerung sowie höheres Thermalleitvermögen und elektrischen spezifischen Widerstand. Wegen seiner ausgezeichneten dielektrischen und thermischen Eigenschaften wird MILLIARDE in der Elektronik z.B als ein Substrat für Halbleiter, mikrowellendurchsichtige Fenster, und als ein Strukturmaterial für Siegel verwendet.

Sechseckige MILLIARDE wird im xerographischen Prozess und den Laserdruckern als eine Anklage-Leckage-Barriere-Schicht der Foto-Trommel verwendet. In der Automobilindustrie wird H-MILLIARDE Misch-mit einem Binder (Bor-Oxyd) verwendet, um Sauerstoff-Sensoren zu siegeln, die Feed-Back zur Verfügung stellen, um Kraftstofffluss anzupassen. Der Binder verwertet die einzigartige Temperaturstabilität und Isolieren-Eigenschaften der H-MILLIARDE.

Teile können aus der H-MILLIARDE durch das heiße Drücken gemacht werden. Union Carbide Corporation erzeugt drei Ränge der MILLIARDE. HBN, mit dem Bor-Oxydbinder, der zu 550-850 °C im Oxidieren der Atmosphäre und bis zu 1600 °C im Vakuum, aber wegen des Bor-Oxydinhalts verwendbar ist, ist zu Wasser empfindlich. HBR verwendet Kalzium borate Binder und ist an 1600 °C verwendbar. HBC Rang verwendet keinen Binder und kann an 3000 °C gewöhnt sein.

Kubikbor-Nitrid

Kubikbor-Nitrid (CBN oder C-MILLIARDE) wird als ein Poliermittel weit verwendet. Seine Nützlichkeit entsteht aus seiner Unlösbarkeit in Eisen, Nickel und verwandter Legierung bei hohen Temperaturen, wohingegen Diamant in diesen Metallen auflösbar ist, um Karbide zu geben. Polykristallene C-MILLIARDE (PCBN) Poliermittel werden deshalb verwendet, um Stahl maschinell herzustellen, wohingegen Diamantpoliermittel für die Aluminiumlegierung, die Keramik und den Stein bevorzugt werden. Wenn im Kontakt mit Sauerstoff bei hohen Temperaturen, MILLIARDE Formen eine Passivierungsschicht von Bor-Oxyd. Bor-Nitrid bindet gut mit Metallen, wegen der Bildung von Zwischenschichten von Metall borides oder Nitriden. Materialien mit Kubikbor-Nitrid-Kristallen werden häufig in den Werkzeug-Bit des Ausschnitts von Werkzeugen verwendet. Um Anwendungen, weichere Binder, z.B Harz zu schleifen, werden poröse Keramik und weiche Metalle, verwendet. Keramische Binder können ebenso verwendet werden. Kommerzielle Produkte sind unter Namen "Borazon" (durch Diamantneuerungen), und "Elbor" oder "Cubonite" (von russischen Verkäufern) bekannt. Ähnlich dem Diamanten ist die Kombination in der C-MILLIARDE des höchsten Thermalleitvermögens und elektrischen spezifischen Widerstands für Hitzestreumaschinen ideal. Gegen die große Diamant-C-MILLIARDE Kügelchen kann in einem einfachen Prozess erzeugt werden (hat sintering genannt), C-MILLIARDE Puder im Stickstoff-Fluss bei Temperaturen ein bisschen unter der MILLIARDE Zergliederungstemperatur auszuglühen. Diese Fähigkeit der C-MILLIARDE und H-MILLIARDE Puder, um durchzubrennen, erlaubt preiswerte Produktion der großen MILLIARDE Teile.

Da Kubikbor-Nitrid aus leichten Atomen besteht und chemisch und mechanisch sehr robust ist, ist es eines der populären Materialien für Röntgenstrahl-Membranen: Niedrige Masse läuft auf kleine Röntgenstrahl-Absorption hinaus, und gute mechanische Eigenschaften erlauben Gebrauch von dünnen Membranen, so das weitere Reduzieren der Absorption.

Amorphes Bor-Nitrid

Schichten von amorphem Bor-Nitrid (eine Milliarde) werden in einigen Halbleiter-Geräten z.B verwendet. MISFETs. Sie können durch die chemische Zergliederung von trichloroborazine mit Cäsium, oder durch chemische Thermaldampf-Absetzungsmethoden bereit sein. Thermischer CVD kann auch für die Absetzung der H-MILLIARDE Schichten, oder bei hohen Temperaturen, C-MILLIARDE verwendet werden.

Andere MILLIARDE Formen

Bor-Nitrid-Fasern

Sechseckige MILLIARDE kann in der Form von Fasern bereit, zu Kohlenstoff-Fasern, durch die Thermalzergliederung von ausgestoßenem borazine (BNH) Fasern mit der Hinzufügung von Bor-Oxyd in einer Stickstoff-Atmosphäre an 1800 °C strukturell ähnlich sein. Eine alternative Methode ist Thermalzergliederung von Zellulose-Fasern, die mit Borsäure oder Ammonium tetraborate in einer Atmosphäre von Ammoniak und Stickstoff über 1000 °C gesättigt sind. Bor-Nitrid-Fasern werden als Verstärkung in zerlegbaren Materialien mit den Matrixmaterialien im Intervall von organischen Harzen zur Keramik zu Metallen verwendet (sieh Metallmatrixzusammensetzungen).

Bor-Nitrid nanomesh

Bor-Nitrid nanomesh ist ein anorganisches nanostructured zweidimensionales Material. Es besteht aus einer einzelnen MILLIARDE Schicht, die durch den Selbstzusammenbau ein hoch regelmäßiges Ineinandergreifen nach der Hoch-Temperaturaussetzung eines sauberen Rhodiums oder Ruthenium-Oberfläche zu borazine unter dem Ultrahochvakuum bildet. Der nanomesh sieht wie ein Zusammenbau von sechseckigen Poren aus. Die Entfernung zwischen 2 Porenzentren ist 3.2 nm, und das Porendiameter ist ~2 nm.

Das Bor-Nitrid nanomesh ist zur Zergliederung unter dem Vakuum, der Luft und einigen Flüssigkeiten, sondern auch bis zu Temperaturen von 800 °C nicht nur stabil. Außerdem zeigt es die außergewöhnliche Fähigkeit, Moleküle und metallische Trauben zu fangen, die ähnliche Größen zu den Nanomesh-Poren haben, eine gut bestellte Reihe bildend. Diese Eigenschaften versprechen interessante Anwendungen des nanomesh in Gebieten wie nanocatalysis, Oberfläche functionalisation, spintronics, Quant-Computerwissenschaft und Datenspeichermedien wie Festplatten.

Bor-Nitrid nanotubes

Bor-Nitrid nanotubes wurde 1994 theoretisch vorausgesagt und experimentell 1995 entdeckt. Sie können als eine aufgewickelte Platte von Bor-Nitrid vorgestellt werden. Strukturell ist es ein nahes Analogon des Kohlenstoff nanotube, nämlich ein langer Zylinder mit dem Diameter von mehreren zu Hundert Nanometern und Länge von vielen Mikrometern, außer Kohlenstoff-Atomen wird durch den Stickstoff und die Bor-Atome abwechselnd eingesetzt. Jedoch sind die Eigenschaften der MILLIARDE nanotubes sehr verschieden: Wohingegen Kohlenstoff nanotubes metallisch oder abhängig von der rollenden Richtung halbführend sein kann und Radius, eine Milliarde nanotube ein elektrischer Isolator mit einem bandgap von ~5.5 eV sind, die der Tube chirality und Morphologie grundsätzlich unabhängig sind. Außerdem ist eine layered MILLIARDE Struktur viel mehr thermisch und chemisch stabil als eine graphitic Kohlenstoff-Struktur.

Alle festen Techniken von Kohlenstoff nanotube Wachstum, wie Kreisbogen-Entladung, Laser ablation und chemische Dampf-Absetzung, werden verwendet, um MILLIARDE nanotubes zu synthetisieren. MILLIARDE nanotubes kann auch durch das Ball-Mahlen von amorphem Bor erzeugt werden, das mit einem Katalysator gemischt ist: Eisenpuder, unter der NH Atmosphäre. Das nachfolgende Ausglühen an ~1100 °C im Stickstoff-Fluss gestaltet den grössten Teil des Produktes in die MILLIARDE um.

Elektrische und Feldemissionseigenschaften des so bereiten nanotubes können durch das Doping mit Goldatomen über das Spritzen von Gold auf dem nanotubes abgestimmt werden. Doping von Selten-Erdatomen von Europium verwandelt eine Milliarde nanotube in ein Phosphormaterial das Ausstrahlen sichtbaren Lichtes unter der Elektronerregung.

Wie MILLIARDE Fasern zeigt Bor-Nitrid nanotubes Versprechung für Raumfahrtanwendungen, wo die Integration von Bor und insbesondere dem leichten Isotop von Bor (B) in Strukturmaterialien ihre strahlenbeschirmenden Eigenschaften verbessert; die Verbesserung ist wegen der starken Neutronabsorption durch B. Solche MILLIARDE Materialien ist von besonderer theoretischer Wichtigkeit, weil zerlegbare Strukturmaterialien in der Zukunft interplanetarisches Raumfahrzeug besetzt haben, wo, wie man erwartet, die Absorptionsabschirmung vom kosmischen Strahl spallation Neutronen ein besonderer Aktivposten in leichten Baumaterialien ist.

Zusammensetzungen, die MILLIARDE enthalten

Die Hinzufügung von Bor-Nitrid zur Silikonnitrid-Keramik verbessert die Temperaturwechselbeständigkeit des resultierenden Materials. Zu demselben Zweck wird MILLIARDE auch zu Silikonnitrid-Tonerde und Titan-Keramik der Nitrid-Tonerde hinzugefügt. Andere Materialien, die mit der MILLIARDE verstärken werden, sind z.B, Tonerde und Zirkoniumdioxid, Borosilikatbrille, Glaskeramik, Email und zerlegbare Keramik mit Titan-Boride-Bor-Nitrid und Titan-Boride-Aluminiumnitrid des Nitrid-Bors und Silikonnitrid-Zusammensetzung des Karbid-Bors.

Gesundheitsprobleme

berichtet, zeigt Bor-Nitrid (zusammen mit SiN, NbN und BNC) schwache fibrogenic Tätigkeit und Ursache-Pneumokoniose. Die maximale für Nitride von Nichtmetallen empfohlene Konzentration ist 10 Mg/M für die MILLIARDE und 4 für AlN oder ZrN.

Siehe auch

• Beta-Kohlenstoff-Nitrid
• Bor-Suboxyd
• Superharte Materialien
• Breite bandgap Halbleiter

Zeichen und Verweisungen

Links

• Synthese und functionalization der MILLIARDE nanotubes
• Nationaler Schadstoff-Warenbestand: Bor und Zusammensetzungen
• Material-Sicherheitsdatenplatte an der Universität Oxfords