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一起来了解六方氮化硼材料(BN)
发布时间:2021-03-30     作者:zl   分享到:

一起来了解六方氮化硼材料(BN)

  氮化硼(BN)是由氮原子和硼原子组成的非氧化物晶体,它具有四种不同的变体,即六方氮化硼(hexagonal BN, h-BN)、立方氮化硼(cubic BN, c-BN)、纤锌矿氮化硼( wurtzite BN, w-BN)和菱方氮化硼(rhombohedral BN, r-BN)。其中 h-BNc-BN很常见,一般认为前者是高温稳定相,后者为热力学稳定相。c-BN与金刚石类似是一种超硬材料且合成条件十分苛刻,必须在高温( 1300-1900 ℃)高压(4000-8000 MPa)和结合剂(CoAlTiN)存在的条件下才能获得。而 h-BN具有与石墨类似的层状结构,并且颜色呈象牙白色,所以又称“白色石墨”。它的晶格常数a= 2.504 A,c =6.656A,这与石墨的晶格常数十分接近(a=2.456A, c = 6.696 A)。室温下通常呈现优异的物化性质,如质轻、松散、润滑、比表面积高、热性能稳定、机械强度高、化学性质稳定等,广泛地应用于氢气储存、超疏水涂料、透明复合材料、紫外线发射器、高温防氧化涂层等。目前制备氮化硼的方法有:化学气相沉积法、化学反应法、高温合成法、模板法、有机先驱体法等。

  利用化学反应法以溴化硼(BBrs)和氯化铵(NH4CI)为原料,AI为催化剂载体成功合成出海绵状h-BN,反应温度为500 ℃,保温时间为10 h。通过氮气吸附数据分析说明产物具有较大的比表面积,达到378 m2/g,孔容达到0.27 cm3/g。此外,还对比了催化剂载体的有无对产物形貌的影响。结果表明,Al的加入无疑对合成海绵状多孔 h-BN起到至关重要的作用,相反,如果在反应体系中不加入Al往往会得到无定形的h-BN

  以BFeOMgO混合粉末作为前驱体,在900-1200 ℃、氨气气氛下采用CVD技术成功将h-BN纳米片沉积到Si/SiOz衬底表面,合成装置如图1.1所示。研究结果表明,h-BN具有良好的疏水性。Song 等人[35]以氨硼烷(BH;-NH;)为前驱体,在Ar/H2 (15%H285%Ar)气氛下利用CVD技术成功将h-BN纳米片沉积到Cu衬底表面。产物具有体积大、片层薄、介电性质优异的特点,在聚合物和吸波材料中有很好的应用前景。

  以硼酸、尿素、硼砂(助熔剂)为原料,先在100℃左右熔融混合,然后自然冷却到室温,将混合的样品放在真空管式炉内(真空度为0.09 MPa),以5/min的升温速率加热到900 ℃,保温0.5 h,紧接着充入N至微正压状态(0.1 MPa),再以3“℃/min的速率加热到1300 “℃,保温2.5 h,自然降温得到结晶度良好的h-BN粉体。SEM结果表明产物呈圆片状,尺寸在0.2-0.5 um之间,厚度约为60 nm

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  h-BN具有优异的机械性能、热学性能、电学性能、化学性能、抗氧化性能等一系列特殊的性能,使其在催化、国防军工、电子、原子能等工业领域有着潜在的应用价值。

西安齐岳生物科技有限公司可以提供以下二维纳米材料:Mxene、过渡金属碳化物和氮化物(MXenes)、MAX相陶瓷材料、石墨烯、石墨炔、拓扑绝缘体、过渡族金属硫化物(TMDs)、六角氮化硼(h-BN)、磷烯、锑烯、铋烯 智能黑磷水凝胶纳米医药载体、钙钛矿二维材料、二硫化钼(MoS2)、二硫化钨(WS2)、黑磷纳米材料、C3N4纳米片、二维锗烯量子点、酞菁纳米片、卟啉纳米片、碳纳米管定制。

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