氮化硼(BN)是由硼和氮原子组成的化合物。由于其独特的性能,它具有多种应用,包括作为润滑剂、绝缘体和热导体。
国际纯粹和应用化学联合会名称 | 氮化硼 |
分子式 | 诞生 |
CAS 号 | 10043-11-5 |
同义词 | 氮化硼、硼氮、白石墨、立方氮化硼、氮化硼 |
印奇 | InChI=1S/BN/c1-2 |
氮化硼的性质
氮化硼化学式
一氮化硼的分子式为BN。它由硼原子(B)和氮原子(N)组成。化合物中硼/氮的比例为1:1。该式代表一氮化硼最简单和最基本的单元,表明化合物中存在的原子类型和数量。
氮化硼 摩尔质量
一氮化硼 (BN) 的摩尔质量是通过将硼和氮的原子质量相加计算得出的。硼的原子质量约为每摩尔10.81克,而氮的原子质量约为每摩尔14.01克。将这些值相加得到一氮化硼的摩尔质量,约为每摩尔 24.82 克。
氮化硼的沸点
一氮化硼具有高沸点。确切的沸点取决于一氮化硼的具体形式,因为它以不同的晶体结构存在。然而,一般来说,一氮化硼的沸点范围为约2,973至3,500摄氏度。这种高沸点使得一氮化硼适合涉及高温条件的应用。
氮化硼的熔点
一氮化硼具有高熔点,这也受到其晶体结构的影响。一氮化硼的熔点在2200至3000摄氏度之间。这种高熔点表明该化合物具有出色的热稳定性和耐高温性,使其可用于各种行业和应用。
氮化硼密度 g/mL
一氮化硼的密度通常约为 2.1 至 2.3 克每立方厘米 (g/cm3)。确切的密度可以根据一氮化硼的具体形式和纯度而变化。其相对较低的密度,加上高强度和导热性,使其成为轻质、耐热应用的有价值的材料。
氮化硼分子量
一氮化硼(BN)的分子量是其组成元素的原子量之和。硼的原子量约为10.81原子质量单位(amu),而氮的原子量约为14.01 amu。将这些值相加得到一氮化硼的分子量约为 24.82 amu。
氮化硼的结构
一氮化硼具有不同的晶体结构,包括六方一氮化硼(h-BN)和立方一氮化硼(c-BN)。六方一氮化硼具有类似石墨的层状结构,而立方一氮化硼具有类金刚石结构。这些独特的结构赋予一氮化硼独特的性能,例如 c-BN 的高导热性和 h-BN 的优异电绝缘性。
氮化硼的溶解度
一氮化硼不溶于水和大多数常见溶剂。它具有高度的化学惰性,使其耐溶解于各种液体中。该特性对于需要低反应性和优异稳定性的材料的应用是有利的。然而,某些特殊溶剂或极端条件可能会导致有限的溶解度或与一氮化硼的相互作用。
外貌 | 白色固体 |
比重 | 2.1 – 2.3 克/立方厘米 |
颜色 | 白色的 |
闻 | 无味 |
摩尔质量 | 24.82 克/摩尔 |
密度 | 2.1 – 2.3 克/立方厘米 |
融合点 | 2200 – 3000°C |
沸点 | 2973 – 3500°C |
闪点 | 不适用 |
水中溶解度 | 不溶性 |
溶解度 | 不溶于最常见的溶剂 |
蒸汽压力 | 不适用 |
蒸气密度 | 不适用 |
酸度 | 不适用 |
酸碱度 | 不适用 |
氮化硼的安全性和危险性
一氮化硼通常被认为可以安全处理和使用。它对健康的风险很小,因为它无毒且不发生反应。然而,必须采取某些预防措施。应避免吸入一氮化硼粉尘或颗粒,因为这可能会引起呼吸道刺激。还应尽量减少与皮肤的直接接触,以避免可能的皮肤刺激。在高温应用中使用一氮化硼时,使用适当的防护设备以避免烧伤或热损伤非常重要。总体而言,遵循标准安全实践(例如戴手套、护目镜和防尘面罩)将有助于确保安全操作并最大程度地减少与一氮化硼相关的潜在风险。
危险符号 | 没有任何 |
安全说明 | 无毒且无反应。采取预防措施避免吸入灰尘并尽量减少与皮肤的直接接触。对于高温应用,请使用适当的防护设备。 |
联合国识别号 | 不适用 |
海关编码 | 2850.00.00 |
危险等级 | 未分类 |
包装组别 | 不适用 |
毒性 | 无毒 |
氮化硼的合成方法
合成一氮化硼的方法有多种,每种方法都有其自身的优点并适合特定的应用。常见的方法是氧化硼(B2O3)和氨(NH3)在高温下反应。该反应产生固体形式的一氮化硼。另一种方法涉及卤化硼(例如三氯化硼(BCl 3 )或三溴化硼(BBr 3 ))与氨气的反应。该过程产生固体产物一氮化硼。
在化学气相沉积 (CVD) 中,含有硼和氮的汽化前体化合物在高温下在基材上发生分解。然后分解的物质在基材表面重新结合,从而合成一氮化硼。
另一种方法是将六方一氮化硼(h-BN)转化为立方一氮化硼(c-BN)。实现这种转变的过程涉及进行高压高温(HPHT)合成。在极端压力和温度条件下,h-BN发生相变形成c-BN,其具有不同的结构和晶体性质。
总体而言,这些合成方法提供了生产各种形式的一氮化硼的方法,包括粉末、涂层和散装材料。方法的选择取决于所需的产品特性、可扩展性和一氮化硼的预期应用等因素。
氮化硼的用途
一氮化硼(BN)因其独特的性能和多功能性而在各个行业和领域得到广泛应用。以下是一氮化硼的一些用途:
- 润滑剂:一氮化硼可用作固体润滑剂,特别是在可能使传统润滑剂变质的高温环境中。它减少摩擦和磨损,从而延长部件的使用寿命。
- 热管理:BN 是一种优异的热导体,可用于散热器、电子设备和高功率应用。它有效散热,防止过热并提高整体性能。
- 绝缘体:一氮化硼的电绝缘特性使其成为电子材料绝缘、防止漏电和短路的理想选择。
- 陶瓷材料:先进陶瓷材料,如坩埚、喷嘴和切削工具,均采用氮化硼,因其具有高热稳定性和耐化学反应性。
- 脱模剂:BN 涂层覆盖模具和表面,防止粘连并改善模制产品的脱模。
- 航空航天应用:航空航天工程利用氮化硼的轻质、热管理能力和耐高温特性。
- 化妆品:粉末和霜等化妆品中含有 BN,因为它能够赋予光滑的质地并提供吸油性能。
- 耐火材料:用于窑炉、窑炉等高温环境的耐火材料中含有BN,因其具有优异的热稳定性和化学稳定性。
- 半导体:氮化硼利用其绝缘性能和与电子材料的兼容性,作为半导体生长的基材。
- 添加剂:各种应用,包括塑料、油漆和涂料,都采用氮化硼添加剂来提高其导热性和润滑性能。
这些多样化的应用展示了一氮化硼在多个行业的广泛用途,利用其独特的性质来提高各种材料和产品的性能和功能。
问题:
问:氮化硼具有压电性吗?
答:不,一氮化硼不是压电的。
问:什么是氮化硼?
答:一氮化硼是由硼和氮原子组成的化合物,以其优异的热稳定性和化学稳定性而闻名。
问:氮化硼能与玻璃粘合吗?
答:不会,一氮化硼不会与玻璃结合。
问:氮化硼是固体网络吗?
答:是的,一氮化硼是一个固体网络,由于硼和氮原子之间有共价键,形成三维网络结构。
问:如果氮化硼分子 BN 形成,它的结构会是什么样子?
答:一氮化硼 (BN) 分子具有线性结构,硼原子与氮原子键合。
问:什么是六方氮化硼?
答:六方一氮化硼(h-BN)是氮化硼的结晶形式,由类似于石墨的六方层堆叠组成。它具有优良的电绝缘性和优良的导热性。
问:氮化硼是化合物吗?
答:是的,一氮化硼是由硼和氮原子组成的化合物。
问:氮化硼安全吗?
答:一氮化硼通常被认为是安全的,因为它无毒且不发生反应。但是,应采取预防措施,避免吸入灰尘并尽量减少皮肤接触。
问:什么是氮化硼?
答:一氮化硼是一种化学式为BN的化合物,由硼和氮原子组成。它以其高热稳定性和在各行业的广泛应用而闻名。
问:氮化硼二聚体的内聚能是多少?
答:氮化硼二聚体的内聚能是指分开两个一氮化硼分子所需的能量。具体值可能会根据计算方法和计算所用的理论水平而有所不同。