Thực đơn
Vật liệu siêu cứng Bor nitride cấu trúc lập phuơngVào năm 1957, nhà khoa học Robert H. Wentorf Jr. thuộc General Electric đã tổng hợp thành công lần đầu tiên hợp chất bor nitride cấu trúc lập phuơng (c-BN).[19] Để tổng hợp c-BN, người ta hòa tan bor nitride cấu trúc lục giác (h-BN) trong cặp chất dung môi-xúc tác (solvent-catalyst) như kim loại kiềm, kiềm thổ hoặc các nitride của chúng. Sau đó tiến hành tạo mầm (en) tự sinh của c-BN dưới điều kiện nhiệt độ cao, áp suất cao.[10] Vì có các bước trung gian phức tạp nên lượng thành phẩm c-BN sau khi chế tạo ít hơn và tốn nhiều thời gian hơn so với thành phẩm của quá trình tổng hợp kim cương nhân tạo. c-BN hữu ích trong nhiều ngành công nghiệp nhờ tính không tan của nó trong sắt và một số hợp kim khác (kim cương tan trong sắt ở nhiệt độ cao).[25]
Cấu trúc sphalerit của bor nitrideHóa vật c-BN tinh khiết thường không có màu hoặc ngả vàng ánh cam, phụ thuộc vào mức độ khiếm khuyết trong cấu trúc tinh thể hoặc dư lượng bor (dưới 1%).[10] Kiếm khuyết có thể xảy ra khi có sự pha tạp giữa các kim loại dung môi-xúc tác (nitride của lithi, calci, magnesi) với nhôm, bor, titani hoặc silic, gây ra thay đổi về hình thái và màu sắc tinh thể c-BN.[26] Các tinh thể c-BN khiếm khuyết này có lượng thành phẩm cao hơn, tinh thể có màu đậm và kích thước lớn hơn (khoảng 500 μm).
Bor nitride cấu trúc lập phuơng có cấu trúc tinh thể kiểu sphalerit. Tồn tại liên kết cộng hóa trị mạnh giữa các nguyên tử trong mạng tinh thể bor nitride tương tự như trong kim cương vì liên kết B-N (1.57 Å) có độ dài gần bằng độ dài liên kết C-C (1.54 Å) trong kim cương. Do các liên kết B-N có độ cùng hóa trị thấp hơn của liên kết C-C nên độ cứng Vickers của nó chỉ ở mức 48 GPa (so sánh với độ cứng của kim cương là vào khoảng 100 GPa). Xét theo độ bền nhiệt động học, vì kim cương kém bền hơn than chì nên c-BN kém bền hơn h-BN; tuy vậy tỷ lệ chuyển đổi giữa hai thù hình là không đáng kể ở nhiệt độ phòng.[25]
c-BN không tan trong sắt, nickel và hợp kim của chúng ở điều kiện nhiệt độ cao nhưng liên kết tốt với kim loại thông qua hình thành các lớp boride và nitride xen kẽ nhau. Nó cũng không tan trong đa số acid nhưng tan trong các nitride, muối nóng chảy và một số dung dịch kiềm như LiOH, KOH, NaOH/Na2CO3, NaNO3.[27] Do có tính bền nhiệt và bền hóa học (với kim loại khác) nên c-BN được ứng dụng trong cơ khí nhiều hơn hẳn so với kim cương. Bor nitride còn là một trong những chất cách điện có tính dẫn nhiệt tốt nhất. Bên cạnh đó, c-BN được cấu thành bởi nguyên tố nhẹ nên ít hấp thụ tia X.[28]
Thực đơn
Vật liệu siêu cứng Bor nitride cấu trúc lập phuơngLiên quan
Vật Vật lý học Vật thể bay không xác định Vật cưng Vật liệu composite Vật chất tối Vật lý vật chất ngưng tụ Vật liệu gốm Vật chất Vật chất (triết học)Tài liệu tham khảo
WikiPedia: Vật liệu siêu cứng http://bib-pubdb1.desy.de//record/87949/files/GetP... http://mediatum.ub.tum.de/doc/958917/document.pdf //pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15057827 //pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15343282 //pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17772811 //pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18063772 //pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19257210 //arxiv.org/abs/2011.14819 //arxiv.org/abs/cond-mat/0404156 //doi.org/10.1002%2F14356007.a04_295.pub2