Bor nitride

Bor nitride
Mẫu phóng đại của tinh thể boron nitride hình lục giác
Danh pháp IUPAC	Boron nitride
Nhận dạng
Số CAS	10043-11-5
PubChem	66227
Số EINECS	233-136-6
MeSH	Elbor
ChEBI	50883
Số RTECS	ED7800000
Ảnh Jmol-3D	ảnh ảnh 2
SMILES	đầy đủ [BH-]1=[nH+][B-]2=[nH+][BH-]=[n+]3[BH-]=[nH+][B-]4=[nH+][BH-]=[n+]5[BH-]=[nH+][B-]6=[nH+][BH-]=[n+]1[B-]7=[n+]2[B-]3=[n+]4[B-]5=[n+]67 [NH+]12[B-][NH+]3[B-][NH+]([BH-]14)[BH-]1[N+]5([BH-]38)[B-]26[NH+]2[BH-]([N+]4)[NH+]1[B-][NH+]3[BH-]2[N+][BH-]([NH+]6[BH-]([NH+])[NH+]68)[NH+]([B-]6)[BH-]35 [N+]7[BH-]2[N+][BH-]3[NH+]8[BH-]4[N+][BH-]5[N+][B-]78[N+]90[B-][NH+]5[B-][NH+]4[BH-]9[NH+]3[B-][NH+]2[B-]0
InChI	đầy đủ 1S/B2N2/c1-3-2-4-1
Tham chiếu Gmelin	216
UNII	2U4T60A6YD
Thuộc tính
Bề ngoài	tinh thể không màu
Khối lượng riêng	2.1 g/cm^3 (h-BN); 3.45 g/cm^3 (c-BN)
Điểm nóng chảy	2.973 °C (3.246 K; 5.383 °F) bay hơi (c-BN)
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	không hòa tan
ElectronMobility	200 cm^2/(V·s) (c-BN)
Chiết suất (nD)	1.8 (h-BN); 2.1 (c-BN)
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	Lục phương, sphalerite, wurtzite
Nhiệt hóa học
Enthalpy hình thành ΔfH^o298	−254.4 kJ/mol[1]
Entropy mol tiêu chuẩn S^o298	14.8 J/K mol[1]
Nhiệt dung	19.7 J/(K·mol)[1]
Các nguy hiểm
NFPA 704	0 0 0
Ký hiệu GHS
Báo hiệu GHS	Warning
Chỉ dẫn nguy hiểm GHS	H319, H335, H413
Chỉ dẫn phòng ngừa GHS	P261, P264, P271, P273, P280, P304+P340, P305+P351+P338, P312, P337+P313, P403+P233, P405, P501
Các hợp chất liên quan
Hợp chất liên quan	Boron arsenide Boron carbide Boron phosphide Dibor trioxide
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). N kiểm chứng (cái gì ^YN ?) Tham khảo hộp thông tin

Bor nitride là một hợp chất hóa học của bor và nitơ với công thức hóa học là BN. Nó tồn tại dưới nhiều hình dạng tinh thể khác nhau tương đồng với cấu trúc carbon tương tự. Hình lục phương tương ứng với graphite là mềm nhất và ổn định nhất trong số các polymorphs BN, và do đó được sử dụng làm chất bôi trơn và phụ gia cho các sản phẩm mỹ phẩm. Cấu trúc sphalerite tương tự như viên kim cương được gọi là c-BN; nó mềm hơn kim cương, nhưng tính ổn định về nhiệt và hóa học của nó thì cao hơn. Biến thể BN wurtzite hiếm tương tự như kim cương lục phương nhưng mềm hơn một chút so với dạng lập phương.^[2]

Do tính ổn định về nhiệt và hóa học tuyệt vời nên gốm bor nitrit thường được sử dụng như là bộ phận của thiết bị có nhiệt độ cao. Bor nitride có tiềm năng sử dụng trong công nghệ nano. Các ống nano của BN có thể được sản xuất có cấu trúc tương tự như các ống nano cacbon, nghĩa là các tấm graphene (hoặc BN) cán lên nhau, nhưng các tính chất rất khác nhau. 

Xuất hiện trong tự nhiên

Năm 2009, ở Tây Tạng, một khoáng chất bor nitride tự nhiên có trong dạng khối (c-BN) được báo cáo với tên đề xuất là qingsongite. Chất này đã được tìm thấy trong các tạp chất có kích thước phân tán trong các đá giàu chromi. Năm 2013, Hiệp hội Khoáng sản Quốc tế khẳng định khoáng sản và tên.

Cấu trúc liên kết của bor nitride

Thuộc tính

Thể chất

Tính chất của BN kết tinh và vô định hình, than chì và kim cương.
Một số tính chất của h-BN và than chì khác nhau trong các mặt phẳng đáy (∥) và vuông góc với chúng (⟂)

Vật liệu	Bor nitride (BN)				Than chì[3]	Kim cương[4]
	a-[5][6][7]	h-	c-[4][8]	w-
Density (g/cm^3)	2.28	~2.1	3.45	3.49	~2.1	3.515
Knoop hardness (GPa)	10		45	34		100
Bulk modulus (GPa)	100	36.5	400	400	34	440
Dẫn nhiệt (W/m·K)	3	600 ∥, 30 ⟂	740		200–2000 ∥, 2–800 ⟂	600–2000
Thermal expansion (10^−6/K)		−2.7 ∥, 38 ⟂	1.2	2.7	−1.5 ∥, 25 ⟂	0.8
Band gap (eV)	5.05	5.9-6.4 [9]	6.4	4.5–5.5	0	5.5
Chỉ số khúc xạ	1.7	1.8	2.1	2.05		2.4
Độ nhạy từ tính (µemu/g)[10]		−0.48 ∥, −17.3 ⟂			−0.2 – −2.7 ∥, −20 – −28 ⟂	−1.6

Vấn đề sức khỏe

Bor nitride (cùng với Si₃N₄, NbN, và BNC) được cho là có hoạt tính ứ đọng yếu, và gây ho khi hít theo dạng hạt. Nồng độ tối đa được đề nghị đối với nitride của phi kim là 10 mg/m³ đối với BN và 4 đối với AlN hoặc ZrN.^[8]

Xem thêm

• Beta nitride carbon
• Vật liệu siêu cứng
• Chất bán dẫn dải rộng

Tham khảo

1. ^ Haynes, William M. biên tập (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (ấn bản thứ 92). Boca Raton, FL: CRC Press. tr. 5.6. ISBN 1439855110.
2. Brazhkin, Vadim V.; Solozhenko, Vladimir L. (2019). “Myths about new ultrahard phases: Why materials that are significantly superior to diamond in elastic moduli and hardness are impossible”. Journal of Applied Physics. 125 (13): 130901. arXiv:1811.09503. Bibcode:2019JAP...125m0901B. doi:10.1063/1.5082739. S2CID 85517548.
3. Delhaes, P. (2001). Graphite and Precursors. CRC Press. ISBN 978-9056992286.
4. ^ “BN – Boron Nitride”. Ioffe Institute Database.
5. Zedlitz, R. (1996). “Properties of Amorphous Boron Nitride Thin Films”. Journal of Non-Crystalline Solids. 198–200 (Part 1): 403. Bibcode:1996JNCS..198..403Z. doi:10.1016/0022-3093(95)00748-2.
6. Henager, C. H. Jr. (1993). “Thermal Conductivities of Thin, Sputtered Optical Films”. Applied Optics. 32 (1): 91–101. Bibcode:1993ApOpt..32...91H. doi:10.1364/AO.32.000091. PMID 20802666.
7. Weissmantel, S. (1999). “Microstructure and Mechanical Properties of Pulsed Laser Deposited Boron Nitride Films”. Diamond and Related Materials. 8 (2–5): 377. Bibcode:1999DRM.....8..377W. doi:10.1016/S0925-9635(98)00394-X.
8. ^ Leichtfried, G.; và đồng nghiệp (2002). “13.5 Properties of diamond and cubic boron nitride”. Trong P. Beiss; và đồng nghiệp (biên tập). Landolt-Börnstein – Group VIII Advanced Materials and Technologies: Powder Metallurgy Data. Refractory, Hard and Intermetallic Materials. Landolt-Börnstein - Group VIII Advanced Materials and Technologies. 2A2. Berlin: Springer. tr. 118–139. doi:10.1007/b83029. ISBN 978-3-540-42961-6.
9. Su, C. (2022). “Tuning colour centres at a twisted hexagonal boron nitride interface”. Nature Materials. 21: 896. doi:10.1038/s41563-022-01303-4.
10. Crane, T. P.; Cowan, B. P. (2000). “Magnetic Relaxation Properties of Helium-3 Adsorbed on Hexagonal Boron Nitride”. Physical Review B. 62 (17): 11359. Bibcode:2000PhRvB..6211359C. doi:10.1103/PhysRevB.62.11359.

Liên kết ngoài

• National Pollutant Inventory: Boron and Compounds
• Materials Safety Data Sheet at University of Oxford