BORON NITRIDE Wurtzite boron nitride: vật liệu được tạo ra trong các vụ phun trào núi lửa và về lí thuyết cứng hơn kim cương 18%. Tuy nhiên, trong thực tế, con người chưa từng thu được số lượng vật liệu này đủ lớn để phục vụ việc kiểm nghiệm giả thiết này. Boron carbide (Bo cacbua) : Với độ cứng Mohs khoảng 9,497, nó là một trong những vật liệu cứng nhất được biết đến, sau khối boron nitride và kim cương Bo cacbua (công thức hóa học khoảng B4C) là một vật liệu cực kỳ cứng Bo Carbon ceramic sử dụng trong bể áo giáp, áo chống đạn, và nhiều ứng dụng công nghiệp. Công thức phân tử B4C Khối lượng phân tử: 55,255gmol Màu xám hoặc màu đen, không mùi. Mật độ: 2,52 gcm3 Nhiệt độ nóng chảy: 2763oC Điểm sôi: 3500oC Không tan trong nước. Cấu trúc tinh thể: Thoi
HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SCHOOL OF CHEMICAL ENGINEERING Inorganic Polymers GVHD : Trịnh Xuân Anh SVTH : Trần Lê Anh Đoàn Ngọc Nam Đỗ Quý Nhân Maint contents BORON NITRIDE BORON CARBIDE Boron nitride Wurtzite boron nitride: vật liệu tạo vụ phun trào núi lửa lí thuyết cứng kim cương 18% Tuy nhiên, thực tế, người chưa thu số lượng vật liệu đủ lớn để phục vụ việc kiểm nghiệm giả thiết Boron carbide (Bo cacbua) : Với độ cứng Mohs khoảng 9,497, vật liệu cứng biết đến, sau khối boron nitride kim cương Boron nitride Công thức phân tử : BN Khối lượng phân tử: 24,82g/mol Tinh thể không màu Mật độ: 2,1(h-BN); 3,45(c-BN) g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy: 2973oC thăng hoa (c-BN) Không tan nước Cấu trúc tinh thể: Lục giác, sphaleritm wurtzite Boron nitride α–BN, hình lục giác β–BN, cấu trúc sphalerit BN, cấu trúc wurtzite Boron nitride Boron nitride Dẫn nhiệt cao Điện môi liên tục tiếp tuyến thấp Giãn nở nhiệt thấp Không độc hại Chống sốc nhiệt tốt Dễ dàng gia công - không mài mòn Điện trở cao Trơ măt hóa học Boron nitride Khối Boron Nitride Liên kết boron nitơ nguyên tử xen kẽ tạo thành mạng lưới liên kết tứ diện Các góc liên kết NBN 109o Trạng thái lai hóa nguyên tử N mạng lai hóa sp3 Boron nitride Dẫn nhiệt cao, chịu mài mòn trơ hóa học Nhiệt độ nóng chảy cao (2973oC) Ổn định không khí, bị thủy phân nước BN + 3H2O ==> H3BO3 + NH3 Boron nitride Màu trắng trơn, vững với cấu trúc phân lớp, tương tự than chì Giống lớp than chì graphene, có cấu trúc mạng lưới liên kết cộng hóa trị phẳng Vì màu sắc nó, nó, gây nhầm lẫn, gọi "chì trắng" Boron nitride Cách điện tốt trơ hóa chất Nó tan chảy áp lực ~ 3000oC Các góc liên kết NBN 120o Tuy nhiên, lớp chịu lực với lực yếu (Van der Waal, lực lượng lưỡng cực gây ra) khoàng cách lớp 0,334 nm Boron nitride Tổng hợp Boron nitride không tồn tự nhiên tổng hợp sản xuất Boron nitride lục giác thu phản ứng: B2O3 + 2NH3 → B(OH)3 + NH3 → 2BN + 3H2O (T = 900°C) BN + 3H2O (T = 900°C) B2O3 + CO (NH 2) 2→ 2BN + CO2 + 2H2O (T> 1000°C) B2O3 + 3Cab6 + 10N2→ 20BN + 3CaO (T> 1500°C) Boron nitride Ứng dụng Linh kiện điện tử - tản nhiệt, chất nền, cuộn dây, nguyên mẫu Tấm chế biến bán dẫn silicon Nồi nấu kim loại nóng chảy chân không Phún xạ mục tiêu Ống lò vi sóng Con dấu ma sát thấp Cách điện hồ quang plasma Boron nitride Ứng dụng Ống cho lò nhiệt độ cao Cách điện cho máy giặt BORON CArBIDE Bo cacbua (công thức hóa học khoảng B4C) vật liệu cứng Bo - Carbon ceramic sử dụng bể áo giáp, áo chống đạn, nhiều ứng dụng công nghiệp Công thức phân tử B4C Khối lượng phân tử: 55,255g/mol Màu xám màu đen, không mùi Mật độ: 2,52 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy: 2763oC Điểm sôi: 3500oC Không tan nước Cấu trúc tinh thể: Thoi BORON CArBIDE BORON CArBIDE Tính chất : Bo cacbua biết đến loại vật liệu bền có độ cứng cao, tính chất che chắn tốt chống lại neutron, ổn định xạ ion hóa trơ với hầu hết hóa chất, độ cứng Vickers (38 MPa), đàn hồi Modulus (460 MPa) độ bền phá hủy (3,5 MPa · m ½ ) tiếp cận giá trị kim cương (115 GPa 5,3 MPa · m ½) Độ cứng Khó tạo mật độ tương đối cao mà không sử dụng phương pháp thiêu kết Trơ với hầu hết hóa chất. Mật độ thấp BORON CArBIDE Tổng hợp Bo cacbua lần tổng hợp Henri Moissan vào năm 1899, cách cho bo trioxide phản ứng với carbon điện lò hồ quang Khi sử dụng cacbon, phản ứng xảy nhiệt độ nhiệt độ nóng chảy B4C kèm với giải phóng lượng lớn khí carbon monoxide : 2B2O3 + 7C → B4C + CO BORON CArBIDE Ứng dụng -Mài mòn: Do có độ cứng cao, bột Bo cacbua sử dụng mài mòn đánh bóng -Vòi phun: nhờ khả chống mài mòn tốt -Ứng dụng hạt nhân: Do khả hấp thụ neutron Được làm vật liệu hấp thụ xạ neutron phát nhà máy hạt nhân -Làm áo giáp, vỏ xe tăng [...].. .Boron nitride Cách điện rất tốt và rất trơ hóa chất Nó tan chảy dưới áp lực ~ 3000oC Các góc liên kết NBN là 120o Tuy nhiên, các lớp chịu các lực với nhau bằng các lực yếu (Van der Waal, lực lượng lưỡng cực gây ra) và khoàng cách các lớp 0,334 nm Boron nitride Tổng hợp Boron nitride không tồn tại trong tự nhiên và do đó được tổng hợp sản xuất Boron nitride lục giác... 1500°C) Boron nitride Ứng dụng Linh kiện điện tử - tản nhiệt, các chất nền, cuộn dây, nguyên mẫu Tấm trong chế biến bán dẫn silicon Nồi nấu kim loại nóng chảy chân không Phún xạ mục tiêu Ống lò vi sóng Con dấu ma sát thấp Cách điện hồ quang plasma Boron nitride Ứng dụng Ống cho lò nhiệt độ cao Cách điện cho máy giặt BORON CArBIDE Bo cacbua (công thức hóa học khoảng B4C) là một vật liệu. .. sử dụng trong bể áo giáp, áo chống đạn, và nhiều ứng dụng công nghiệp Công thức phân tử B4C Khối lượng phân tử: 55,255g/mol Màu xám hoặc màu đen, không mùi Mật độ: 2,52 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy: 2763oC Điểm sôi: 3500oC Không tan trong nước Cấu trúc tinh thể: Thoi BORON CArBIDE BORON CArBIDE Tính chất : Bo cacbua được biết đến như một loại vật liệu bền có độ cứng cao, tính chất che... xạ ion hóa và trơ với hầu hết các hóa chất, độ cứng Vickers (38 MPa), đàn hồi Modulus (460 MPa) và độ bền phá hủy (3,5 MPa · m ½ ) tiếp cận các giá trị của kim cương (115 GPa và 5,3 MPa · m ½) Độ cứng Khó tạo mật độ tương đối cao mà không sử dụng phương pháp thiêu kết Trơ với hầu hết hóa chất. Mật độ thấp BORON CArBIDE Tổng hợp Bo cacbua lần đầu tiên được tổng hợp bởi... CArBIDE Tổng hợp Bo cacbua lần đầu tiên được tổng hợp bởi Henri Moissan vào năm 1899, bằng cách cho bo trioxide phản ứng với carbon trong một điện lò hồ quang Khi sử dụng cacbon, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ trên nhiệt độ nóng chảy của B4C và được đi kèm với giải phóng lượng lớn khí carbon monoxide : 2B2O3 + 7C → B4C + 6 CO BORON CArBIDE Ứng dụng -Mài mòn: Do có độ cứng cao, bột Bo cacbua được sử dụng... CArBIDE Ứng dụng -Mài mòn: Do có độ cứng cao, bột Bo cacbua được sử dụng mài mòn đánh bóng trong -Vòi phun: nhờ khả năng chống mài mòn tốt -Ứng dụng hạt nhân: Do khả năng hấp thụ neutron Được làm vật liệu hấp thụ bức xạ neutron phát ra trong các nhà máy hạt nhân -Làm áo giáp, vỏ xe tăng ... contents BORON NITRIDE BORON CARBIDE Boron nitride Wurtzite boron nitride: vật liệu tạo vụ phun trào núi lửa lí thuyết cứng kim cương 18% Tuy nhiên, thực tế, người chưa thu số lượng vật liệu đủ... phục vụ việc kiểm nghiệm giả thiết Boron carbide (Bo cacbua) : Với độ cứng Mohs khoảng 9,497, vật liệu cứng biết đến, sau khối boron nitride kim cương Boron nitride Công thức phân tử : BN... sát thấp Cách điện hồ quang plasma Boron nitride Ứng dụng Ống cho lò nhiệt độ cao Cách điện cho máy giặt BORON CArBIDE Bo cacbua (công thức hóa học khoảng B4C) vật liệu cứng Bo - Carbon ceramic