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天元航材作為國內(nèi)具有50余年生產(chǎn)制作工藝沉淀的化工廠家,我們的主營產(chǎn)品有六方氮化硼,具有良好的電絕緣性、導熱性、耐化學腐蝕性和潤滑性,并具有很強的中子吸收能力,今天我們就來介紹下,氮化硼具體有哪些結構!
氮化硼是由氮原子和硼原子所構成的晶體?;瘜W組成為43.6%的硼和56.4%的氮,具有4種不同的變體:六方氮化硼(HBN)、菱方氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纖鋅礦型氮化硼(WBN)。
氮、硼原子采取不同雜化方式互相作用,可形成不同結構的氮化硼晶體。不同的氮化硼晶體擁有不同的特點以及應用。當?shù)⑴鹪右許P2方式雜化后,由于鍵角為120°,成鍵后形成與石墨類似的平面六角網(wǎng)狀結構分子,這種大的平面網(wǎng)狀分子采取不同的空間堆垛方式后,又可形成不同的結構——六方氮化硼(HBN)和菱方氮化硼(RBN)。
氮原子跟硼原子組成的六邊形網(wǎng)狀結構與石墨中的碳原子六邊形網(wǎng)狀結構極為相似,外觀為白色,因而有時也稱該種氮化硼為類石墨氮化硼或白石墨。
白石墨是最簡單的硼氮高分子,因此六方氮化硼(白石墨)與石墨在某些方面擁有相近的性質(zhì),比如兩者都具有優(yōu)良的耐熱性、耐磨性、潤滑性等特性;但是白石墨還具有一些獨特的性質(zhì),如石墨既能導熱也能導電,但是我們所講的白石墨卻不能導電,還是有差異的。
六方氮化硼的結構如下圖所示,晶格常數(shù)a=0.251nm,c=0.670±0.04nm,密度ρ為2.25g/cm3。
菱方氮化硼
菱方氮化硼的結構如下圖所示,層狀排列為ABCABC···類型。晶格常數(shù)a=0.2256nm,c=0.4175nm,密度ρ為2.25g/cm3。
菱方氮化硼具有與六方氮化硼相同的性質(zhì),不能用物理方法將其分開。菱方氮化硼層間的ABCABC···排列更有利于向立方氮化硼轉(zhuǎn)變,因而有人用菱面體氮化硼在沖擊壓縮中直接得到了立方氮化硼。
立方氮化硼
氮化硼晶體除有六方氮化硼和菱方氮化硼兩種結構外,還有兩種采取SP3雜化后形成的類似金剛石結構的氮化硼,它們是具有閃鋅礦結構的立方氮化硼(CBN)和具有纖鋅礦結構的六方氮化硼(WBN)。
立方氮化硼具有類似金剛石的晶體結構,不僅晶格常數(shù)相近(金剛石為0.3567nm,立方氮化硼為0.3651nm),而且晶體中的結合鍵亦基本相同,即都是沿四面體雜化軌道形成的共價鍵,所不同的是金剛石中的結合純屬碳原子之間的共價鍵,而立方氮化硼晶體中的結合鍵則是硼、氮異類原子間的共價結合,此外尚有一定的弱離子鍵。在理想的立方氮化硼晶格中,所有4個B-N鍵的鍵長彼此皆相等(0.157nm),鍵與鍵間的夾角為109°5'。
立方氮化硼(CBN)是一種人工合成的材料,其硬度僅次于金剛石,屬于超硬材料,由六方氮化硼和觸媒在高溫高壓下合成而來。
立方氮化硼有黑色、琥珀色和表面鍍金屬色等,顆粒尺寸通常在1mm以下,具有很高的熱穩(wěn)定性和化學惰性,因此一般常被用作制造超硬刀具的材料。
纖鋅礦氮化硼
纖鋅礦氮化硼屬于六方晶體,其結構如下圖所示。纖鋅礦氮化硼和立方氮化硼的結構都是由成對的原子層組成的,一個平面是硼原子,另一個平面是氮原子。如果只看最近鄰原子,不可能說出是立方結構還是六方結構,但遠到次近鄰原子時,就能區(qū)別它們的結構。這兩種結構中相鄰鍵長接近相等。纖鋅礦氮化硼的晶格常數(shù)a=0.255nm,c=0.420nm,密度ρ為3.49g/cm3。
在天然材料中,人類幾乎已經(jīng)放棄了尋找比鉆石更硬材料的想法,但纖鋅礦型氮化硼的出現(xiàn),還是打破了鉆石的地位。這種自然界罕見的物質(zhì),比鉆石更加稀有,它是在火山爆發(fā)的過程中形成的,比鉆石的硬度還要高18%。
以上就是為大家介紹的氮化硼的4種結構形態(tài),其中六方氮化硼是目前市場最受歡迎的氮化硼之一,有對六方氮化硼感興趣的小伙伴,可以在評論區(qū)給小編留言哦!