Bor nitrür (BN), bor ve nitrojen atomlarından oluşan bir bileşiktir. Eşsiz özellikleri nedeniyle yağlayıcı, yalıtkan ve termal iletken gibi çeşitli uygulamalara sahiptir.
| IUPAC Adı | Bor nitrür |
| Moleküler formül | DOĞMAK |
| CAS numarası | 10043-11-5 |
| Eş anlamlı | Bor nitrür, borazon, beyaz grafit, kübik bor nitrür, bor nitrür |
| InChi | InChI=1S/BN/c1-2 |
Bor nitrürün özellikleri
Bor Nitrür Formülü
Bor mononitrürün formülü BN’dir. Bir bor atomu (B) ve bir nitrojen atomundan (N) oluşur. Bileşikteki bor/azot oranı 1:1’dir. Formül, bor mononitrürün en basit ve en temel birimini temsil eder ve bileşikte bulunan atomların türlerini ve sayısını gösterir.
Bor Nitrür Molar Kütlesi
Bor mononitrürün (BN) molar kütlesi, borun ve nitrojenin atomik kütlelerinin eklenmesiyle hesaplanır. Bor, mol başına yaklaşık 10,81 gram atomik kütleye sahipken, nitrojen, mol başına yaklaşık 14,01 gram atomik kütleye sahiptir. Bu değerlerin eklenmesi, mol başına yaklaşık 24,82 gram olan bor mononitrürün molar kütlesini verir.
Bor nitrürün kaynama noktası
Bor mononitrürün kaynama noktası yüksektir. Kesin kaynama noktası, farklı kristal yapılarda mevcut olduğundan bor mononitrürün spesifik formuna bağlıdır. Bununla birlikte genel olarak bor mononitrürün kaynama noktası yaklaşık 2.973 ile 3.500 santigrat derece arasında değişmektedir. Bu yüksek kaynama noktası, bor monitridini yüksek sıcaklık koşullarını içeren uygulamalar için uygun hale getirir.
Bor nitrürün erime noktası
Bor mononitrid, kristal yapısından da etkilenen yüksek bir erime noktasına sahiptir. Bor mononitrürün erime noktası 2.200 ila 3.000 santigrat derece arasındadır. Bu yüksek erime noktası, bileşiğin olağanüstü termal stabilitesini ve yüksek sıcaklıklara karşı direncini gösterir ve bu da onu çeşitli endüstrilerde ve uygulamalarda faydalı kılar.
Bor nitrürün yoğunluğu g/mL
Bor mononitrürün yoğunluğu tipik olarak santimetreküp başına 2,1 ila 2,3 gram (g/cm³) civarındadır. Kesin yoğunluk, bor mononitrürün spesifik formuna ve saflığına bağlı olarak değişebilir. Nispeten düşük yoğunluğu, yüksek mukavemeti ve termal iletkenliği ile birleştiğinde, onu hafif, ısıya dayanıklı uygulamalar için değerli bir malzeme haline getirir.
Bor Nitrür Molekül Ağırlığı
Bor mononitrürün (BN) moleküler ağırlığı, onu oluşturan elementlerin atom ağırlıklarının toplamıdır. Borun atom ağırlığı yaklaşık 10,81 atomik kütle birimi (amu), nitrojenin atom ağırlığı ise yaklaşık 14,01 amu’dur. Bu değerlerin eklenmesi bor mononitrid için yaklaşık 24,82 amu moleküler ağırlık verir.
Bor nitrürün yapısı
Bor mononitrit, altıgen bor mononitrit (h-BN) ve kübik bor mononitrit (c-BN) dahil olmak üzere farklı kristal yapılara sahiptir. Altıgen bor mononitrit grafite benzer katmanlı bir yapıya sahipken, kübik bor mononitrit elmas benzeri bir yapıya sahiptir. Bu farklı yapılar boron monitrid’e, c-BN’deki yüksek termal iletkenlik ve h-BN’deki mükemmel elektrik yalıtımı gibi benzersiz özelliklerini kazandırır.
Bor nitrürün çözünürlüğü
Bor mononitrit suda ve en yaygın çözücülerde çözünmez. Yüksek derecede kimyasal inertliğe sahiptir, bu da onu çeşitli sıvılarda çözünmeye karşı dirençli kılar. Bu özellik, düşük reaktivite ve mükemmel stabiliteye sahip malzemeler gerektiren uygulamalar için avantajlıdır. Bununla birlikte, bazı özel çözücüler veya aşırı koşullar, sınırlı çözünürlüğe veya boron mononitrür ile etkileşime izin verebilir.
| Dış görünüş | Beyaz katı |
| Spesifik yer çekimi | 2,1 – 2,3 g/cm³ |
| Renk | Beyaz |
| Koku | Kokusuz |
| Molar kütle | 24,82 gr/mol |
| Yoğunluk | 2,1 – 2,3 g/cm³ |
| Füzyon noktası | 2200 – 3000°C |
| Kaynama noktası | 2973 – 3500°C |
| Flaş noktası | Uygulanamaz |
| sudaki çözünürlük | Çözünmez |
| çözünürlük | En yaygın çözücüde çözünmez |
| Buhar basıncı | Uygulanamaz |
| Buhar yoğunluğu | Uygulanamaz |
| pKa | Uygulanamaz |
| pH | Uygulanamaz |
Bor nitrürün güvenliği ve tehlikeleri
Bor monitridin genellikle işlenmesi ve kullanılması güvenli kabul edilir. Toksik olmadığından ve reaktif olmadığından minimum sağlık riski oluşturur. Ancak bazı önlemlerin alınması gerekiyor. Solunum yolu tahrişine neden olabileceğinden bor mononitrit tozunun veya partiküllerinin solunmasından kaçınılmalıdır. Olası cilt tahrişini önlemek için ciltle doğrudan temas da en aza indirilmelidir. Yüksek sıcaklık uygulamalarında bor mononitrit ile çalışırken yanıkları veya termal yaralanmaları önlemek için uygun koruyucu ekipmanların kullanılması önemlidir. Genel olarak, eldiven, gözlük ve toz maskesi takmak gibi standart güvenlik uygulamalarının takip edilmesi, güvenli kullanımın sağlanmasına ve bor mononitrürle ilişkili potansiyel risklerin en aza indirilmesine yardımcı olacaktır.
| Tehlike sembolleri | Hiçbiri |
| Güvenlik Açıklaması | Toksik değildir ve reaktif değildir. Tozun solunmasını önlemek ve ciltle doğrudan teması en aza indirmek için önlem alın. Yüksek sıcaklıktaki uygulamalar için uygun koruyucu ekipman kullanın. |
| BM kimlik numaraları | Uygulanamaz |
| HS kodu | 2850.00.00 |
| Tehlike sınıfı | sınıflandırılmamış |
| Paketleme grubu | Uygulanamaz |
| Toksisite | Toksik olmayan |
Bor nitrürün sentezi için yöntemler
Bor mononitrürü sentezlemek için her birinin kendine özgü avantajları ve özel uygulamalara uygunluğu olan çeşitli yöntemler vardır. Yaygın bir yöntem, bor oksit (B2O3) ile amonyak (NH3) arasındaki yüksek sıcaklıktaki reaksiyondur. Reaksiyon katı formda bor mononitrid üretir. Başka bir yöntem, bor triklorür (BCl3) veya bor tribromür (BBr3) gibi bor halojenürlerin amonyak gazı ile reaksiyonunu içerir. Bu işlem, katı bir ürün olarak bor mononitrürü verir.
Kimyasal buhar biriktirmede (CVD), bor ve nitrojen içeren buharlaştırılmış öncü bileşikler, yüksek sıcaklıklarda bir substrat üzerinde ayrışmaya uğrar. Ayrışmış türler daha sonra substratın yüzeyinde yeniden birleşerek bor mononitrürün senteziyle sonuçlanır.
Diğer bir yaklaşım ise altıgen bor monitridini (h-BN) kübik bor monitrid’e (c-BN) dönüştürmektir. Bu dönüşümü gerçekleştirme süreci, yüksek basınçlı yüksek sıcaklık (HPHT) sentezinin gerçekleştirilmesini içerir. Aşırı basınç ve sıcaklık koşulları altında h-BN, farklı yapı ve kristal özelliklere sahip c-BN’yi oluşturmak üzere faz geçişine uğrar.
Genel olarak bu sentez yöntemleri, tozlar, kaplamalar ve dökme malzemeler dahil olmak üzere çeşitli formlarda bor monitrid üretmenin yollarını sağlar. Yöntemin seçimi, istenen ürün özellikleri, ölçeklenebilirlik ve bor mononitrürün amaçlanan uygulamaları gibi faktörlere bağlıdır.
Bor nitrürün kullanım alanları
Bor mononitrit (BN), benzersiz özellikleri ve çok yönlülüğü nedeniyle çeşitli endüstrilerde ve alanlarda uygulama alanı bulmaktadır. Bor mononitrürün bazı kullanım alanları şunlardır:
- Yağlayıcılar: Bor mononitrit, özellikle yüksek sıcaklıktaki ortamlarda geleneksel yağlayıcıları bozabilecek katı bir yağlayıcı görevi görür. Sürtünmeyi ve aşınmayı azaltır, böylece bileşenlerin ömrünü uzatır.
- Termal Yönetim: BN mükemmel bir termal iletkendir ve ısı emicilerde, elektronik cihazlarda ve yüksek güçlü uygulamalarda kullanışlıdır. Isıyı verimli bir şekilde dağıtarak aşırı ısınmayı önler ve genel performansı artırır.
- Yalıtkanlar: Bor mononitrürün elektriksel yalıtım özellikleri, onu elektronik malzemelerin yalıtılması, elektrik sızıntılarının ve kısa devrelerin önlenmesi için ideal kılar.
- Seramik malzemeler: Potalar, nozullar ve kesici takımlar gibi gelişmiş seramik malzemeler, yüksek termal stabilitesi ve kimyasal reaksiyonlara direnci nedeniyle BN’yi kullanır.
- Ayırıcı Madde: BN kaplamaları kalıpları ve yüzeyleri kaplayarak yapışmayı önler ve kalıplanmış ürünlerin ayrılmasını iyileştirir.
- Havacılık ve Uzay Uygulamaları: Havacılık ve uzay mühendisliği, hafifliği, termal yönetim yetenekleri ve yüksek sıcaklıklara dayanıklılığı nedeniyle BN’yi kullanır.
- Kozmetik: Tozlar ve kremler gibi kozmetik ürünler, pürüzsüz bir doku verme ve yağ emme özellikleri sağlama yeteneği nedeniyle BN içerir.
- Refrakterler: Fırın ve ocak gibi yüksek sıcaklıktaki ortamlarda kullanılan refrakter malzemeler mükemmel termal ve kimyasal stabilitesi nedeniyle BN içerir.
- Yarı iletkenler: BN, yalıtım özelliklerinden ve elektronik malzemelerle uyumluluğundan yararlanarak yarı iletken büyümesi için bir alt tabaka görevi görür.
- Katkı maddeleri: Plastikler, boyalar ve kaplamalar da dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar, termal iletkenliklerini ve yağlama özelliklerini geliştirmek için BN katkı maddelerini içerir.
Bu çeşitli uygulamalar, çeşitli malzeme ve ürünlerin performansını ve işlevselliğini geliştirmek için bor mononitritin benzersiz özelliklerinden yararlanarak, birçok endüstride bor mononitrürün geniş kullanımını göstermektedir.
Sorular:
S: Bor nitrür piezoelektrik midir?
C: Hayır, bor mononitrür piezoelektrik değildir.
S: Bor nitrür nedir?
C: Bor mononitrit, mükemmel termal ve kimyasal stabilitesi ile bilinen, bor ve nitrojen atomlarından oluşan bir bileşiktir.
S: Bor nitrür cama bağlanır mı?
C: Hayır, boron monitrid cama bağlanmaz.
S: Bor nitrür sağlam bir ağ mıdır?
C: Evet, bor mononitrür, bor ve nitrojen atomları arasındaki kovalent bağ nedeniyle üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturan katı bir ağdır.
Soru: Bor nitrür molekülü BN oluşsaydı yapısı nasıl olurdu?
C: Bor mononitrit (BN) molekülü, bir nitrojen atomuna bağlı bir bor atomu ile doğrusal bir yapıya sahip olacaktır.
S: Altıgen bor nitrür nedir?
C: Altıgen bor mononitrit (h-BN), grafite benzer şekilde istiflenmiş altıgen katmanlardan oluşan bor nitrürün kristalli bir formudur. Mükemmel elektrik yalıtımına ve mükemmel ısı iletkenliğine sahiptir.
S: Bor nitrür bir bileşik midir?
C: Evet, bor mononitrit bor ve nitrojen atomlarından oluşan bir bileşiktir.
S: Bor nitrür güvenli midir?
C: Bor mononitrit toksik olmadığı ve reaktif olmadığı için genellikle güvenli kabul edilir. Ancak tozun solunmaması ve cilt temasının en aza indirilmesi için önlemler alınmalıdır.
S: Bor nitrür nedir?
A: Bor mononitrit, bor ve nitrojen atomlarından oluşan BN kimyasal formülüne sahip bir bileşiktir. Yüksek termal kararlılığı ve çeşitli endüstrilerdeki geniş uygulama yelpazesi ile bilinir.
S: Bor nitrür dimerlerinin yapışma enerjisi nedir?
C: Bor nitrür dimerinin yapışma enerjisi, iki bor mononitrit molekülünü ayırmak için gereken enerji miktarını ifade eder. Spesifik değer, hesaplama yöntemine ve hesaplamalar için kullanılan teori düzeyine bağlı olarak değişebilir.