氮化硼
物理性質
性狀:白色松散粉末。最常見為石墨晶格。有六方和立方兩種晶型。有一種一氮化硼立方結晶的變體被認為是已知的最硬的物質。也有無定形變體。
密度(g/mL,25/4℃): 2.26
熔點(oC): 3000
溶解性:具有抗化學侵蝕性質。不被無機酸和水侵蝕。在熱濃堿中硼碳鍵被斷開。微溶于熱酸,不溶于冷水。
作用與用途
常溫常壓下穩定
避免光,明火,高溫。與石墨性質相似,有良好的電絕緣性、導熱性和耐化學腐蝕性。抗氧化性能甚強,在高溫時也具有良好的潤滑性,是一種優良的高溫固體潤滑劑。具有很強的中子吸收能力。化學性質穩定,對幾乎所有的熔融金屬都呈化學惰性。氮化硼不溶于冷水,與水煮沸時水解非常緩慢,產生少量硼酸和氨。與弱酸和強堿在室溫時均不起反應,微溶于熱酸,用熔融的氫氧化鉀處理方能分解,氯氣也只能在赤熱的條件下方與它起反應。能耐高溫至2000 ℃。具備便于機械加工的優良性能。立方晶型氮化硼硬度與金剛石相當,在1500~1600 ℃高溫中穩定性優于金剛石。
氮化硼纖維:屬多晶BN纖維。熔點300℃;直徑4~6μm;密度1.8~1.9g/cm3;強度約2GPa;模量340~350GPa。氮化硼纖維與某些無機纖維相比,具有耐高溫、耐化學腐蝕、電熱性能好、耐輻射等優良特性。它的抗氧化溫度比碳纖維、硼纖維的高,在惰性條件下,2500℃以上仍保持穩定;在氧化氣氛中,850℃仍是穩定的。
六方晶系結晶。用高壓高溫處理所制得的是立方晶系結晶。六方晶系氮化硼的晶體結構和物理性質類似于石墨(但具有電絕緣性)。也稱白石墨(white graphite)。莫氏硬度為2,具有優越的潤滑性。在氧化氣氛中約800℃,在惰性氣體氣氛中約3000℃是穩定的。不被熔融金屬和礦渣所潤濕。電絕緣性好,無毒,立方晶系氮化硼具有比金剛石還強的硬度。
性質與穩定性
1.氮化硼具有多種優良性能,廣泛應用于高壓高頻電及等離子弧的絕緣體、自動焊接耐高溫架的涂層、高頻感應電爐的材料、半導體的固相摻和料、原子反應堆的結構材料、防止中子輻射的包裝材料、雷達的傳遞窗、雷達天線的介質和火箭發動機的組成物等。由于具有優良的潤滑性能,用作高溫潤滑劑和多種模型的脫模劑。模壓的氮化硼可制造耐高溫坩堝和其他制品。可作超硬材料,適用于地質勘探、石油鉆探的鉆頭和高速切削工具。也可用作金屬加工研磨材料,具有加工表面溫度低、部件表面缺陷少的特點。氮化硼還可用作各種材料的添加劑。由氮化硼加工制成的氮化硼纖維,為中模數高功能纖維,是一種無機合成工程材料,可廣泛使用于化學工業、紡織工業、宇航技術和其他尖端工業部門。
2.氮化硼纖維用途:由于氮化硼熱穩定性和耐磨性好以及化學穩定性強,可用作溫度傳感器套,火箭、燃燒室內襯和等離子體噴射爐材料;用作陶瓷基復合材料的增強劑、導彈和飛行器的天線窗部件、電絕緣器、防護服、重返大氣層的降落傘以及火箭噴管鼻錐等材料;用于高溫潤滑劑、脫模劑、高頻絕緣材料和半導體的固相摻雜材料等。
3.由于氮化硼熱穩定性和耐磨性好以及化學穩定性強,可用作溫度傳感器套,制造高溫物件,如火箭、燃燒室內襯和等離子體噴射爐材料。可作高溫潤滑劑、脫模劑、高頻絕緣材料和半導體的固相摻雜材料等。六方氮化硼轉化立方體,粉狀可轉化纖維狀,使其用途更加廣泛,可用作超硬材料,用于電絕緣器、天線窗、防護服、重返大氣層的降落傘以及火箭噴管鼻錐等。
合成方法
貯存方法
氮化硼貯存方法:應貯存在通風良好的干燥庫房內,防止受潮。氮化硼纖維貯存方法:貯存于通風良好、干燥庫房內。空氣中允許氮化硼最高濃度為6mg/m3。
毒理學數據
急性毒性:大鼠經口LD50:>50 gm/kg;兔子經皮LD50: >20 mL/kg
生態學數據
通常對水體是稍微有害的,不要將未稀釋或大量產品接觸地下水,水道或污水系統,未經政府許可勿將材料排入周圍環境。
計算化學數據
1、 疏水參數計算參考值(XlogP):未確定
2、 氫鍵供體數量:0
3、 氫鍵受體數量:1
4、 可旋轉化學鍵數量:0
5、 拓撲分子極性表面積(TPSA):23.8
6、 重原子數量: 2
7、 表面電荷:0
8、 復雜度:10
9、 同位素原子數量:0
10、 確定原子立構中心數量:0
11、 不確定原子立構中心數量:0
12、 確定化學鍵立構中心數量:0
13、 不確定化學鍵立構中心數量:0
14、 共價鍵單元數量:1
安全信息
危險品標志: 刺激
分子結構數據
1、 摩爾折射率:51.39
2、 摩爾體積(m3/mol):141.2
3、 等張比容(90.2K):382.5
4、 表面張力(dyne/cm):53.8
5、 極化率(10-24cm3):20.37