질화붕소(BN)는 붕소와 질소 원자로 구성된 화합물입니다. 독특한 특성으로 인해 윤활제, 절연체, 열전도체 등 다양한 용도로 사용됩니다.
| IUPAC 이름 | 질화붕소 |
| 분자식 | 태어나다 |
| CAS 번호 | 10043-11-5 |
| 동의어 | 질화붕소, 보라존, 백색 흑연, 입방정 질화붕소, 질화붕소 |
| 인치 | InChI=1S/BN/c1-2 |
질화붕소의 성질
질화붕소 공식
일질화붕소의 공식은 BN입니다. 붕소 원자(B)와 질소 원자(N)로 구성됩니다. 화합물의 붕소/질소 비율은 1:1입니다. 이 공식은 일질화붕소의 가장 간단하고 기본적인 단위를 나타내며, 화합물에 존재하는 원자의 유형과 수를 나타냅니다.
질화붕소 몰 질량
일질화붕소(BN)의 몰 질량은 붕소와 질소의 원자 질량을 더하여 계산됩니다. 붕소의 원자 질량은 몰당 약 10.81g인 반면, 질소의 원자 질량은 몰당 약 14.01g입니다. 이 값을 더하면 일질화붕소의 몰질량은 몰당 약 24.82g이 됩니다.
질화붕소의 끓는점
일질화붕소는 끓는점이 높습니다. 정확한 끓는점은 다양한 결정 구조로 존재하는 일질화붕소의 특정 형태에 따라 달라집니다. 그러나 일반적으로 일질화붕소의 끓는점은 대략 섭씨 2,973도에서 3,500도 사이입니다. 이러한 높은 끓는점 덕분에 보론 모니트라이드는 고온 조건과 관련된 응용 분야에 적합합니다.
질화붕소의 녹는점
일질화붕소는 융점이 높으며 이는 결정 구조의 영향도 받습니다. 일질화붕소의 녹는점은 섭씨 2,200도에서 3,000도 사이입니다. 이러한 높은 융점은 화합물의 탁월한 열 안정성과 고온 저항성을 나타내므로 다양한 산업 및 응용 분야에 유용합니다.
질화붕소 밀도 g/mL
일질화붕소의 밀도는 일반적으로 입방센티미터당 약 2.1~2.3g(g/cm3)입니다. 정확한 밀도는 일질화붕소의 특정 형태와 순도에 따라 달라질 수 있습니다. 상대적으로 낮은 밀도와 높은 강도 및 열 전도성이 결합되어 경량, 내열성 응용 분야에 귀중한 소재입니다.
질화붕소 분자량
일질화붕소(BN)의 분자량은 구성 원소의 원자량의 합입니다. 붕소의 원자량은 약 10.81 amu이고, 질소의 원자량은 약 14.01 amu입니다. 이 값을 더하면 일질화붕소의 분자량은 약 24.82 amu가 됩니다.
질화붕소의 구조
일질화붕소는 육각형 일질화붕소(h-BN)와 입방정 일질화붕소(c-BN)를 포함한 다양한 결정 구조를 가지고 있습니다. 육각형 일질화붕소는 흑연과 유사한 층상 구조를 갖는 반면, 입방정 일질화붕소는 다이아몬드와 유사한 구조를 갖는다. 이러한 독특한 구조는 c-BN의 높은 열 전도성과 h-BN의 우수한 전기 절연성과 같은 모질화붕소의 독특한 특성을 제공합니다.
질화붕소의 용해도
일질화붕소는 물과 대부분의 일반적인 용매에 용해되지 않습니다. 화학적 불활성도가 높아 다양한 액체에 용해되지 않습니다. 이 특성은 반응성이 낮고 안정성이 뛰어난 재료가 필요한 응용 분야에 유리합니다. 그러나 특정 특수 용매 또는 극한 조건에서는 용해도가 제한되거나 일질화붕소와의 상호작용이 허용될 수 있습니다.
| 모습 | 흰색 고체 |
| 비중 | 2.1 – 2.3g/cm³ |
| 색상 | 하얀색 |
| 냄새가 나다 | 냄새 없는 |
| 몰 질량 | 24.82g/몰 |
| 밀도 | 2.1 – 2.3g/cm³ |
| 융합점 | 2200~3000°C |
| 비점 | 2973 – 3500°C |
| 플래시 도트 | 해당 없음 |
| 물에 대한 용해도 | 불용성 |
| 용해도 | 가장 일반적인 용매에 불용성 |
| 증기압 | 해당 없음 |
| 증기 밀도 | 해당 없음 |
| pKa | 해당 없음 |
| pH | 해당 없음 |
질화붕소의 안전성과 위험성
보론 모니트라이드는 일반적으로 취급 및 사용이 안전한 것으로 간주됩니다. 무독성이고 반응성이 없기 때문에 건강상의 위험이 최소화됩니다. 그러나 특정 예방 조치를 취해야 합니다. 일질화붕소 분진이나 입자의 흡입은 호흡기 자극을 유발할 수 있으므로 피해야 합니다. 피부 자극을 피하기 위해 피부와의 직접적인 접촉도 최소화해야 합니다. 고온 응용 분야에서 일질화붕소로 작업할 때는 화상이나 열 부상을 방지하기 위해 적절한 보호 장비를 사용하는 것이 중요합니다. 전반적으로 장갑, 고글, 방진 마스크 착용과 같은 표준 안전 관행을 따르면 안전한 취급을 보장하고 일질화붕소와 관련된 잠재적 위험을 최소화하는 데 도움이 됩니다.
| 위험 기호 | 없음 |
| 보안 설명 | 무독성이며 반응성이 없습니다. 먼지 흡입을 피하고 피부와의 직접적인 접촉을 최소화하도록 예방 조치를 취하십시오. 고온 응용 분야에는 적절한 보호 장비를 사용하십시오. |
| UN 식별 번호 | 해당 없음 |
| HS 코드 | 2850.00.00 |
| 위험등급 | 분류되지 않음 |
| 포장그룹 | 해당 없음 |
| 독성 | 무독성 |
질화붕소의 합성 방법
일질화붕소를 합성하는 방법에는 여러 가지가 있으며 각 방법에는 고유한 장점과 특정 용도에 대한 적합성이 있습니다. 일반적인 방법은 고온에서 산화붕소(B2O3) 와 암모니아(NH3) 를 반응시키는 것입니다. 이 반응은 고체 형태의 일질화붕소를 생성합니다. 또 다른 방법은 삼염화붕소(BCl3) 또는 삼브롬화붕소(BBr3)와 같은 할로겐화붕소를 암모니아 가스와 반응시키는 것입니다. 이 공정을 통해 일질화붕소가 고체 생성물로 생성됩니다.
화학 기상 증착(CVD)에서는 붕소와 질소를 함유한 기화된 전구체 화합물이 상승된 온도에서 기판에서 분해됩니다. 분해된 종은 기판 표면에서 재결합하여 일질화붕소를 합성합니다.
또 다른 접근법은 육방정계 모질화붕소(h-BN)를 입방체 모질화붕소(c-BN)로 변환하는 것입니다. 이러한 변환을 달성하는 프로세스에는 고압 고온(HPHT) 합성 수행이 포함됩니다. 극한의 압력과 온도 조건에서 h-BN은 상전이를 거쳐 c-BN을 형성하며, 이는 서로 다른 구조와 결정 특성을 갖습니다.
전반적으로, 이러한 합성 방법은 분말, 코팅 및 벌크 재료를 포함한 다양한 형태로 모질화붕소를 생산하는 방법을 제공합니다. 방법의 선택은 원하는 제품 특성, 확장성 및 일질화붕소의 의도된 적용과 같은 요인에 따라 달라집니다.
질화붕소의 용도
일질화붕소(BN)는 고유한 특성과 다양성으로 인해 다양한 산업 및 분야에서 응용됩니다. 일질화붕소의 용도는 다음과 같습니다.
- 윤활제: 일질화붕소는 특히 기존 윤활제의 성능을 저하시킬 수 있는 고온 환경에서 고체 윤활제 역할을 합니다. 마찰과 마모를 줄여 부품의 수명을 연장합니다.
- 열 관리: BN은 탁월한 열 전도체이므로 방열판, 전자 장치 및 고전력 애플리케이션에 유용합니다. 열을 효율적으로 방출하여 과열을 방지하고 전반적인 성능을 향상시킵니다.
- 절연체: 일질화붕소의 전기 절연 특성은 전자 재료 절연, 누전 및 단락 방지에 이상적입니다.
- 세라믹 재료: 도가니, 노즐, 절삭 공구와 같은 고급 세라믹 재료는 높은 열 안정성과 화학 반응에 대한 저항성을 위해 BN을 사용합니다.
- 이형제: BN 코팅은 금형과 표면을 코팅하여 점착을 방지하고 성형품의 이형을 향상시킵니다.
- 항공우주 응용 분야: 항공우주 공학에서는 경량, 열 관리 기능 및 고온 저항성을 위해 BN을 사용합니다.
- 화장품: 파우더, 크림과 같은 화장품에는 부드러운 질감을 부여하고 오일 흡수 특성을 제공하는 BN이 함유되어 있습니다.
- 내화물: 가마, 가마 등 고온 환경에서 사용되는 내화물은 열적, 화학적 안정성이 뛰어나 BN을 함유하고 있습니다.
- 반도체: BN은 절연 특성과 전자 재료와의 호환성을 활용하여 반도체 성장의 기판 역할을 합니다.
- 첨가제: 플라스틱, 페인트 및 코팅을 포함한 다양한 응용 분야에 BN 첨가제를 통합하여 열 전도성과 윤활 특성을 향상시킵니다.
이러한 다양한 응용 분야는 다양한 산업 분야에 걸쳐 일질화붕소의 광범위한 유용성을 보여 주며, 고유한 특성을 활용하여 다양한 재료 및 제품의 성능과 기능을 향상시킵니다.
질문:
Q: 질화붕소는 압전인가요?
A: 아니요. 일질화붕소는 압전성이 아닙니다.
Q: 질화붕소란 무엇입니까?
A: 일질화붕소는 붕소와 질소 원자로 구성된 화합물로 열적, 화학적 안정성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다.
Q: 질화붕소는 유리에 결합됩니까?
A: 아니요, 보론 모니트라이드는 유리에 결합하지 않습니다.
Q: 질화붕소는 견고한 네트워크인가요?
A: 네, 일질화붕소는 붕소와 질소 원자 사이의 공유 결합으로 인해 견고한 네트워크로 되어 있어 3차원 네트워크 구조를 형성합니다.
Q: 질화붕소 분자인 BN이 형성된다면 그 구조는 어떤 모습일까요?
A: 일질화붕소(BN) 분자는 붕소 원자가 질소 원자에 결합된 선형 구조를 갖습니다.
Q: 육방정계 질화붕소란 무엇입니까?
A: 육각형 일질화붕소(h-BN)는 흑연과 유사한 육각형 층이 적층되어 구성된 질화붕소의 결정형입니다. 전기절연성이 우수하고 열전도율이 우수합니다.
Q: 질화붕소는 화합물인가요?
A: 네, 일질화붕소는 붕소와 질소 원자로 구성된 화합물입니다.
Q: 질화붕소는 안전한가요?
A: 일질화붕소는 독성이 없고 반응성이 없기 때문에 일반적으로 안전한 것으로 간주됩니다. 그러나 먼지 흡입을 피하고 피부 접촉을 최소화하기 위해 예방 조치를 취해야 합니다.
Q: 질화붕소란 무엇입니까?
A: 일질화붕소는 붕소와 질소 원자로 구성된 화학식 BN의 화합물입니다. 높은 열 안정성과 다양한 산업 분야에서 폭넓게 적용되는 것으로 알려져 있습니다.
Q: 질화붕소 이량체의 응집 에너지는 무엇입니까?
A: 질화붕소 이량체의 응집 에너지는 두 개의 일질화붕소 분자를 분리하는 데 필요한 에너지의 양을 의미합니다. 구체적인 값은 계산 방법과 계산에 사용된 이론 수준에 따라 달라질 수 있습니다.