Bor nitrür (kısaca BN), bor ve nitrojenin termal ve kimyasal olarak refrakter bir bileşiğidir. Karbon kafesine benzer şekilde yapılandırılmış bir izoelektronik olan çeşitli kristal formlarda bulunur. Grafite karşılık gelen altıgen form, BN polimorfları arasında en kararlı ve yumuşak olanıdır ve bu nedenle kozmetik ürünlerde yağlayıcı ve katkı maddesi olarak kullanılır. Elmasa benzer kübik kristal yapı c-BN olarak adlandırılır; elmastan daha yumuşak, ancak termal ve kimyasal kararlılığı üstündür. Nadir wurtzite modifikasyonu, lonsdaleite benzer, ancak kübik formdan biraz daha yumuşaktır.
Aksi belirtilmediği sürece madde verileri, Standart sıcaklık ve basınç koşullarında belirtilir (25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
Mükemmel termal ve kimyasal stabilite nedeniyle, bor nitrür seramikler yüksek sıcaklık ekipmanları ve metal dökümde kullanılır. Nanoteknolojide potansiyel kullanımı vardır.
Yapı
Bor nitrür, boron ve nitrojen atomlarının düzeninde farklılık gösteren çok sayıda formda bulunur.
Amorf form (a-BN)
Bor nitrürün (a-BN) amorf formu atomlarının dizilişinde herhangi bir uzun mesafeli düzenlilikten yoksundur. Amorf karbona benzer.
Bor nitrürün diğer tüm formları kristaldir.
Altıgen form (h-BN)
En kararlı kristal form, h-BN, α-BN, g-BN ve grafit bor nitrür olarak da adlandırılan altıgen formdur. Altıgen bor nitrür grafite benzer katmanlı bir yapıya sahiptir. Her katmanda, bor ve nitrojen atomları güçlü kovalent bağlarla bağlanırken, katmanlar zayıf van der Waals kuvvetleri tarafından bir arada tutulur. Bununla birlikte, bu tabakaların ara katman "kaydı", grafit için görülen modelden farklıdır. Bu kayıt, B–N bağlarının yerel polaritesini ve ayrıca katmanlar arası N-verici/B-alıcı özelliklerini yansıtır. Aynı şekilde, farklı şekilde istiflenmiş politiplerden oluşan birçok metastabil form mevcuttur. Bu nedenle, h-BN ve grafit çok yakın komşulardır ve malzeme, BNC'leri oluşturmak için ikame edici bir element olarak karbonu barındırabilir. Bazı B ve N atomları için karbonun ikame edildiği BC6N hibritleri sentezlenmiştir.
Kübik form (c-BN)
Kübik bor nitrür, elmasınkine benzer bir kristal yapıya sahiptir. Elmasın grafitten daha az kararlı olmasıyla tutarlı olarak, kübik biçim altıgen biçime göre daha az kararlıdır, ancak ikisi arasındaki dönüşüm oranı, elmas için olduğu gibi oda sıcaklığında ihmal edilebilir düzeydedir. Kübik form, elmasınkiyle aynı sfalerit kristal yapıya sahiptir ve ayrıca β-BN veya c-BN olarak adlandırılır.
Wurtzite formu (w-BN)
Bor nitridinin wurtzit biçimi (w-BN) nadir bir altıgenli karbon polimorf olan lonsdaleite ile aynı yapıya sahiptir. Küp biçiminde olduğu gibi bor ve azot atomları da dört heydere gruplandırılır. Küp şeklinde tüm yüzükler sandalye yapılandırmasında, w-BN'de "katmanlar" arasındaki halkalar tekne yapılandırmasındadır. Daha önce iyimser raporlar wurtzite biçiminin çok güçlü olduğunu öngörmüş ve bir simülasyonla elmasınkinden %18 daha güçlü bir kuvvetin olduğu tahmin edilmiştir. Doğada sadece küçük miktarlarda mineral var olduğundan, bu deneysel olarak henüz doğrulanmamıştır. sertliği 46 GPa'dır, ticari boridlerden biraz daha sert ama bor nitridinin kubik biçiminden daha yumuşak.
Özellikler
Fiziksel
Malzeme | Bor nitrür (BN) | grafit | Elmas | |||
---|---|---|---|---|---|---|
a- | H- | c- | w- | |||
Yoğunluk (g/cm 3 ) | 2.28 | ~2.1 | 3.45 | 3.49 | ~2.1 | 3.515 |
Knoop sertliği (GPa) | 10 | 45 | 34 | 100 | ||
Toplu modül (GPa) | 100 | 36.5 | 400 | 400 | 34 | 440 |
Termal iletkenlik (W/m·K) | 3 | 600 ∥, 30 ⟂ | 740 | 200–2000 ∥, 2–800 ⟂ | 600–2000 | |
Termal genleşme (10 −6 /K) | −2,7 ∥, 38 ⟂ | 1.2 | 2.7 | −1,5 ∥, 25 ⟂ | 0.8 | |
Bant aralığı (eV) | 5.05 | 5.9–6.4 | 6.4 | 4,5–5,5 | 0 | 5.5 |
Kırılma indisi | 1.7 | 1.8 | 2.1 | 2.05 | 2.4 | |
Manyetik alınganlık (µemu/g) | -0.48 ∥, −17.3 ⟂ | −0,2 – −2,7 ∥, −20 – −28 ⟂ | -1.6 |
h-BN'deki BN katmanlarının kısmi iyonik yapısı kovalentliği ve elektriksel iletkenliği azaltırken, katmanlar arası etkileşim artar ve h-BN'nin daha yüksek sertliğiyle sonuçlanır. Altıgen-BN'deki azaltılmış elektron delokalizasyonu, renk olmaması ve geniş bir bant aralığı ile de gösterilir. Bazal düzlemde içinde güçlü kovalent ve aralarında zayıf olan çok farklı bağlar, h-BN'nin çoğu özelliğinde yüksek anizotropiye neden olur.
Bu malzemeler son derece serttir; c-BN'nin sertliği elmasınkinden biraz daha küçük, w-BN'nin sertliği ise daha da yüksektir. Tane boyutları 10 nm mertebesinde olan polikristalin c-BN'nin ayrıca elmasla karşılaştırılabilir veya daha yüksek Vickers sertliğine sahip olduğu bildirilmektedir. Isıya ve geçiş metallerine karşı çok daha iyi kararlılığı nedeniyle c-BN, çelik işleme gibi mekanik uygulamalarda elması geçer. BN'nin termal iletkenliği, tüm elektrik yalıtkanlarının en yüksekleri arasındadır (tabloya bakın).
Bor nitrür berilyum ile p-tipi ve bor, kükürt, silikon veya karbon ve nitrojen ile birlikte n-tipi katkılanabilir. Hem altıgen hem de kübik BN, UV bölgesine karşılık gelen bir bant aralığı enerjisine sahip geniş aralıklı yarı iletkenlerdir. h-BN veya c-BN, e voltaj uygulanırsa, 215–250 nm aralığında UV ışığı yayar ve bu nedenle potansiyel olarak ışık yayan diyotlar veya lazerlerde kullanılabilir.
Bor nitrürün erime davranışı hakkında çok az şey bilinmektedir. 2973'°C te süblimleşir, normal basınçta nitrojen gazı ve bor salar, ancak yüksek basınçta erir.
Termal kararlılık
Altıgen ve kübik BN (ve muhtemelen w-BN), olağanüstü kimyasal ve termal kararlılık gösterir. Örneğin, h-BN, havada 1000, vakumda 1400 ve inert ortamsa 2800 °C ye kadar dayanabilir. h-BN ve c-BN'nin reaktivitesi nispeten benzerdir ve c-BN için veriler aşağıdaki tabloda özetlenmiştir.
Sağlam | ortam | Aksiyon | Eşik sıcaklığı (°C) |
---|---|---|---|
Molibden | 10−2 Pa vakum | Reaksiyon | 1360 |
Ni | 10−2 Pa vakum | Islatma | 1360 |
Fe, Ni, Co | Argon | Tepki | 1400–1500 |
Al | 10−2 Pa vakum | Islatma ve reaksiyon | 1050 |
Si | 10−3 Pa vakum | ıslatma | 1500 |
Cu, Ag, Au, Ga, In, Ge, Sn | 10−3 Pa vakum | ıslatma yok | 1100 |
B | ıslatma yok | 2200 | |
Al2O3 + B2O3 | 10−2 Pa vakum | Tepki yok | 1360 |
c-BN'nin termal kararlılığı şu şekilde özetlenebilir:
- Hava veya oksijen içinde: :B
2O
3 koruyucu tabaka ~1300 °C'ye kadar daha fazla oksidasyonu önler; 1400 °C'de hekzagonal forma dönüşüm olmaz. - Azot içinde: 12 saat sonra 1525 °C'de h-BN'ye bir miktar dönüşüm.
- Vakumda (10-5 Pa): 1550-1600 °C'de h-BN'ye dönüşüm.
Kimyasal stabilite
Bor nitrür olağan asitlerde çözünmez, ancak LiOH, KOH, NaOH-Na
2CO
3, NaNO
3, veya gibi alkali erimiş tuzlar ve nitrürlerde çözünür bu nedenle BN'yi aşındırmak için kullanılırlar.
Termal iletkenlik
Altıgen bor nitrür nanoribbonların (BNNR'ler) teorik termal iletkenliği 1700–2000' W/(m⋅K) e yaklaşabilir,Grafen için deneysel olarak ölçülen değerle aynı büyüklük sırasına sahip olan ve grafen nanoribbonlar için teorik hesaplamalarla karşılaştırılabilir durumda. Ayrıca, BNNR'lerdeki termal taşıma anizotropiktir. Zikzak kenarlı BNNR'lerin termal iletkenliği, oda sıcaklığında koltuk kenarlı nanoribbonlardan yaklaşık %20 daha fazladır.
Doğal oluşum
Tibet'te kübik formda (c-BN) doğal olarak oluşan bir bor nitrür minerali 2009 yılında rapor edildi ve qingsongite adı önerildi. Madde, krom açısından zengin kayalarda dağılmış mikron boyutlu inklüzyonlarda bulundu. 2013 yılında Uluslararası Mineraloji Derneği minerali ve adı onayladı.
sentez
Altıgen BN'nin hazırlanması ve reaktivitesi
Bor nitrür sentetik olarak üretilir. Altıgen bor nitrür, bor trioksit (B
2O
3) veya borik asitin (H
3BO
3) azot ortamında amonyak veya üre ile reaksiyonundan elde edilir:
- B
2O
3 + 2 NH
3 → 2 BN + 3 H
2O (T = 900 °C) - B(OH)
3 + NH
3 → BN + 3 H
2O (T = 900 °C) - B
2O
3 + CO(NH
2)
2 → 2 BN + CO
2 + 2 H
2O (T > 1000 °C) - B
2O
3 + 3 CaB
6 + 10 N
2 → 20 BN + 3 CaO (T > 1500 °C)
Ortaya çıkan düzensiz (amorf) bor nitrür %92-95 BN ve %5-8 B
2O
3 içerir. Kalan B
2O
3 %98 BN konsantrasyonu elde etmek için > 1500 °C sıcaklıklarda ikinci bir adımda buharlaştırılabilir. Bu tavlama aynı zamanda BN'yi kristalleştirir, tavlama ile kristalitlerin boyutu artar.
h-BN parçaları, sıcak presleme sonrası işleme yoluyla ucuz bir şekilde üretilebilir. Parçalar, daha iyi sıkıştırılabilirlik için bor oksit eklenen bor nitrür tozlarından yapılmıştır. İnce bor nitrür filmleri, bor triklorür ve nitrojen öncülerinden kimyasal buhar biriktirme ile elde edilebilir. Bor tozunun azot plazmasında 5500'°C de yanması, yağlayıcılar ve tonerler için kullanılan ultra ince bor nitrürü verir.
Bor nitrür, -30 °C de trikloroflorometan içinde iyot florür ile reaksiyona girer, düşük verimde, son derece hassas bir kontak patlayıcı olan NI
3 üretilir. Bor nitrür, nitridoborat bileşikleri oluşturmak için lityum nitrürleri, toprak alkali metaller ve lantanitlerle reaksiyona girer. Örneğin:
- Li
3N + BN → Li
3BN
2
Altıgen BN'nin araya eklenmesi
Çeşitli moleküller, örneğin NH
3 veya alkali metaller, altıgen boron nitride eklenebilir. Hem deney hem de teori, interkalasyonun BN için grafitten çok daha zor olduğunu öne sürüyor.
Kübik BN'nin hazırlanması
Kübik bor nitrür, sentetik elmasın grafitten üretilmesine çok benzer şekilde, altıgen bor nitrürün yüksek basınç ve sıcaklık altında işlenmesiyle üretilir. Altıgen bor nitrürün kübik forma doğrudan dönüşümü 5 ile 18 GPa arasındaki basınçlar ve 1730 ile 3230 °C, arasındaki sıcaklıklarda gözlenmiştir. Az miktarda bor oksit eklenmesi, gerekli basıncı 4-7'GPa ve sıcaklığı 1500'°C'ye düşürebilir. Elmas sentezinde olduğu gibi, dönüşüm basınç ve sıcaklıklarını daha da azaltmak için lityum, potasyum veya magnezyum, bunların nitrürleri, floronitrürleri, amonyum bileşikli su veya hidrazin gibi bir katalizör eklenir. Yine elmas büyümesinden ödünç alınan diğer endüstriyel sentez yöntemleri, bir sıcaklık gradyanı veya patlayıcı şok dalgasında kristal büyümesini kullanır. Şok dalgası yöntemi, bor, karbon ve nitrojenden oluşan süper sert bir bileşik olan heterodiamond adlı malzemeyi üretmek için kullanılır.
Kübik bor nitrürün ince filmlerinin düşük basınçlı biriktirilmesi mümkündür. Elmas büyümesinde olduğu gibi, ana problem altıgen fazların (sırasıyla h-BN veya grafit) büyümesini baskılamaktır. Elmas büyütmede, hidrojen gazı, c-BN için bor triflorür kullanılarak baskılama gerçekleştirilir. İyon ışını biriktirme, plazma destekli kimyasal buhar biriktirme, darbeli lazer biriktirme, reaktif püskürtme ve diğer fiziksel buhar biriktirme yöntemleri de kullanılır.
Wurtzite BN'nin hazırlanması
Wurtzite BN statik yüksek basınç veya dinamik şok yöntemleriyle elde edilebilir. Kararlılığının sınırları iyi tanımlanmamıştır. Hem c-BN hem de w-BN, h-BN'nin sıkıştırılmasıyla oluşturulur, ancak w-BN oluşumu, 1700 °C'ye yakın çok daha düşük sıcaklıklarda gerçekleşir.
Üretim istatistikleri
BN sentezinde kullanılan borik asit ve bor trioksit için üretim ve tüketim rakamları iyi bilinmesine rağmen (bkz. bor ), bor nitrür için karşılık gelen rakamlar istatistiksel raporlarda listelenmemiştir. 1999 dünya üretimi için bir tahmin 300 ila 350 tondur. BN'nin başlıca üretici ve tüketicileri Amerika Birleşik Devletleri, Japonya, Çin ve Almanya'dır. 2000 yılında, fiyatlar standart endüstriyel kalitede h-BN için yaklaşık 75–120 $/kg arasındayken, yüksek saflık için yaklaşık 200–400 $/kg'a kadar çıkıyordu.
Uygulamalar
Altıgen BN
Altıgen BN en yaygın kullanılan polimorftur. Oksitleyici bir atmosferde bile 900 °C'ye kadar iyi bir yağlayıcıdır. h-BN, alternatif yağlayıcı grafitin elektriksel iletkenlik veya kimyasal reaktivitesi sorunlu olduğunda özellikle yararlıdır. Grafitin oksitlenerek karbon çamuruna dönüşebildiği içten yanmalı motorlarda, üstün termal kararlılığı ile h-BN motor yağlarına eklenebilir. Tüm nano-parçacık süspansiyonlarında olduğu gibi, tortu bir problemdir. Tortu yağ filtrelerini tıkayabilir, bu da içten yanmalı bir motordaki uygulamalarını, motorun yeniden inşasının yaygın olduğu otomotiv yarışlarına sınırlar. Karbonun belirli alaşımlarda kayda değer bir çözünürlüğü olduğundan, bu özelliklerin bozulmasına yol açabilir, BN genellikle yüksek sıcaklık ve/veya yüksek basınç uygulamaları için üstündür. h-BN'nin grafite göre bir diğer avantajı, kayganlığının, katmanlar arasında hapsolmuş su veya gaz moleküllerini gerektirmemesidir. Bu nedenle h-BN yağlayıcılar, uzay uygulamaları gibi vakumda kullanılabilir. İnce taneli h-BN'nin yağlama özellikleri kozmetik, boya, diş sementi ve kurşun kalem uçlarında kullanılır.
Kozmetikte ilk kez 1940'larda Japonya'da altıgen BN kullanılsa da yüksek fiyatı nedeniyle vazgeçildi. 1990'ların sonunda h-BN üretim süreçlerinin optimizasyonu ile kullanım yeniden canlandı ve şu anda h-BN neredeyse tüm önde gelen kozmetik ürünleri üreticileri tarafından fondöten, makyaj, göz farı, allık, sürme kalem, ruj ve diğer cilt bakım ürünleri için kullanılıyor.
Bor nitrür seramikler, mükemmel termal ve kimyasal kararlılığı nedeniyle, geleneksel olarak yüksek sıcaklık ekipmanlarında kullanılır. h-BN seramik, alaşım, reçine, plastik, kauçuk ve diğer malzemelere dahil edilebilir ve bu malzemelere kendi kendini yağlama özelliği kazandırır. Bu tür malzemeler, örneğin rulman ve çelik yapımında uygundur. BN ile doldurulmuş plastikler daha az termal genleşme, daha yüksek termal iletkenlik ve elektrik direncine sahiptir. Mükemmel dielektrik ve termal özellikleri nedeniyle BN, elektronikte yarı iletkenler için bir substrat, mikrodalgaya şeffaf pencereler, termal macunlarda ısı iletken ancak elektriksel olarak yalıtkan bir dolgu maddesi ve contalar için yapısal bir malzeme olarak kullanılır. Birçok kuantum cihazı, alt tabaka malzemesi olarak çok katmanlı h-BN kullanır. Dirençli rastgele erişimli belleklerde dielektrik olarak da kullanılabilir.
Hexagonal BN, xerografi ve lazer yazıcılarda, fotoğraf tamburunun şarj sızıntısı bariyer tabakası olarak kullanılır. Otomotiv endüstrisinde, yakıt akışını ayarlamak için geri bildirim sağlayan oksijen sensörlerini kapatmak için bağlayıcı bor oksit ile karıştırılmış h-BN kullanılır. Bağlayıcı, h-BN'nin benzersiz sıcaklık stabilitesi ve yalıtım özelliklerini kullanır.
Parçalar, dört ticari sınıf h-BN'den sıcak presleme ile yapılabilir. Grade HBN, bir bor oksit bağlayıcı içerir; oksitleyici atmosferde 550–850'°C ye kadar, vakumda 1600 °C'ye kadarkullanılabilir, ancak bor oksit içeriği nedeniyle suya karşı hassastır. HBR sınıfı bir kalsiyum borat bağlayıcı kullanır ve 1600'°C, HBC ve HBT sınıfları bağlayıcı içermez ve 3000 °C'ye kadar kullanılabilir.
Bor nitrür nanotabakaları (h-BN), kimyasal buhar biriktirme düzeneğinde, borazinin ~1100 °C sıcaklıkta katalitik ayrışmasıyla biriktirilebilir. (yaklaşık 10cm2 a kadar olan alanlarda) Altıgen atomik yapıları, grafenle küçük kafes uyumsuzluğu (~%2) ve yüksek tekdüzelikleri sayesinde grafen tabanlı cihazlar için substrat olarak kullanılırlar. BN nano tabakaları ayrıca mükemmel proton iletkenleridir. Yüksek elektriksel dirençle birleşen yüksek proton taşıma hızları, yakıt hücrelerinde ve su elektrolizinde uygulamalara yol açabilir.
h-BN, 2000'lerin ortalarından beri, genellikle "moly" olarak adlandırılan molibden disülfit kaplamaya alternatif olarak hassas hedef tüfek uygulamalarında mermi ve delik yağlayıcı olarak kullanılmaktadır. Etkili namlu ömrü ve delik temizleme arasındaki aralıkları artırdığı ve ilk atış ile sonraki atışlar arasındaki sapmayı azalttığı iddia edilmektedir.
Kübik BN
Kübik bor nitrür (c-BN) aşındırıcı olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Yararlılığı demir, nikel ve ilgili alaşımlarda yüksek sıcaklıklarda çözünmez (elmas bu metallerde çözünür) oluşundan gelir. Bu nedenle çeliği işlemek için çok kristalli c-BN aşındırıcılar kullanılırken, alüminyum alaşımları, seramikler ve taş için elmas aşındırıcılar tercih edilir. Yüksek sıcaklıklarda oksijen ile temas ettiğinde, BN bir bor oksit pasivasyon tabakası oluşturur. Bor nitrür, metal borür veya nitrürlerin ara katmanlarının oluşumu nedeniyle metallerle iyi bağlanır. Kesici takımların uçlarında kübik bor nitrür kristalleri içeren malzemeler sıklıkla kullanılmaktadır. Taşlama uygulamaları için reçine, gözenekli seramik ve yumuşak metaller gibi daha yumuşak bağlayıcılar kullanılır. Seramik bağlayıcılar da kullanılabilir. Ticari ürünler Borazon ve "Elbor" veya "Cubonite" adlarıyla bilinir.
Elmasın aksine, büyük c-BN topakları, basitçe c-BN tozlarının nitrojen akışında BN ayrışma sıcaklığının biraz altındaki sıcaklıklarda tavlanmasıyla üretilebilir. c-BN ve h-BN tozlarının kaynaşma yeteneği, büyük BN parçalarının ucuza üretilmesine olanak tanır.
c-BN'deki yüksek termal iletkenlik ve elektrik özdirenç kombinasyonu, ısı yayıcılar için idealdir.
Kübik bor nitrürün hafif atomlardan oluşması, kimyasal ve mekanik sağlamlığı onu X-ışını membranları için popüler malzemelerden biri yapar: düşük kütle, küçük X-ışını absorpsiyonu ile sonuçlanır ve iyi mekanik özellikler, ince membranların kullanılmasına izin vererek absorpsiyonu daha da azaltır.
Amorf BN
Bazı yarı iletken cihazlarda a-BN katmanları kullanılır, örneğin MOSFET'ler. borazinin sezyum ile kimyasal ayrışması veya termal kimyasal buhar biriktirme yöntemleri ile hazırlanabilirler. Termal CVD, h-BN katmanlarının veya yüksek sıcaklıklarda c-BN'nin biriktirilmesi için de kullanılabilir.
Diğer bor nitrür formları
Atomik incelikte bor nitrür
Altıgen boron nitrür, tek veya pul pul birkaç atomik katman tabakasına dökülebilir. Grafeninkine benzer yapısından dolayı bazen beyaz grafen olarak adlandırılır.
Mekanik özellikler
Atomik incelikte bor nitrür, elektriksel olarak en güçlü yalıtkan malzemelerden biridir. Tek tabakalı bor nitrürün ortalama Young modülü 0.865TPa ve kırılma mukavemeti 70.5GPa'dır; artan kalınlıkla mukavemeti önemli ölçüde azalan grafenin aksine, birkaç tabakalı bor nitrür levhalar, tek tabakalı bor nitrürünkine benzer bir mukavemete sahiptir.
Termal iletkenlik
Atomik incelikte bor nitrür, elektriksel yarı iletken ve yalıtkanlar arasında en yüksek termal iletkenlik katsayılarından birine (oda sıcaklığında 851 W/mK) sahiptir. Az katman içi bağlantı nedeniyle azaltılan kalınlıkla termal iletkenliği artar.
Termal kararlılık
Grafenin hava kararlılığı net bir kalınlık bağımlılığı gösterir: tek katmanlı grafen 250 °C'de oksijene karşı reaktiftir, 300 °C'de güçlü bir şekilde katkılanır ve 450 °C'de aşındırılır; bunun aksine, yığın grafit 800 °C'ye kadar oksitlenmez. Atomik incelikte bor nitrür, grafenden çok daha iyi oksidasyon direncine sahiptir. Tek katmanlı bor nitrür havada 700 °C'ye kadar oksitlenmez ve 850 °C 'ye kadar dayanabilir; iki katmanlı ve üç katmanlı boron nitrür nano-tabakalar biraz daha yüksek oksidasyon başlangıç sıcaklıklarına sahiptir. Mükemmel termal kararlılık, gaz ve sıvıya karşı yüksek geçirimsizlik ve elektrik yalıtımı, metallerin ve siyah fosfor gibi diğer iki boyutlu (2D) malzemelerin yüzey oksidasyonu ve korozyonunu önlemek için atomik incelikte bor nitrürü potansiyel kaplama malzemeleri yapar.
Daha iyi yüzey adsorpsiyonu
Atomik incelikte bor nitrürün, altıgen bor nitrür yığınından daha iyi yüzey adsorpsiyon yeteneklerine sahip olduğu bulunmuştur. İnce bor nitrür, moleküllerin yüzey adsorpsiyonu üzerine konformasyonel değişikliklerle adsorpsiyon enerjisi ve verimini arttırır. BN nanotabakaların atomik kalınlığının, yüksek esnekliğinin, daha güçlü yüzey adsorpsiyon kapasitesinin, elektriksel yalıtımının, geçirimsizliğinin, yüksek termal ve kimyasal kararlılığının sinerjik etkisi, iki dereceye kadar artırabilir ve bu arada, diğer malzemelerle elde edilemeyen uzun vadeli kararlılık ve olağanüstü yeniden kullanılabilirlik elde edebilir.
Dielektrik özellikler
Atomik kalınlıkta altıgen bor nitrür, grafen, molibden disülfid (MoS
2) ve diğer birçok 2B malzeme tabanlı elektronik ve fotonik cihazlar gibi mükemmel bir dielektrik malzemedir. Elektrik kuvvet mikroskobu atomik incelikte bor nitrürdeki elektrik alan taraması, ilk prensip hesaplamaları tarafından ortaya çıkarılan birkaç katmanlı bor nitrür içindeki elektrik alanının düzgün bozulmasıyla uyumlu olan, kalınlığa zayıf bir bağımlılık gösterir.
Raman özellikleri
Raman spektroskopisi, çeşitli 2B malzemeleri incelemek için yararlı bir araç olmuştur ve yüksek kaliteli atomik incelikte boron nitrürün Raman imzası ilk olarak Gorbachev ve arkadaşlarıyla Li ve ark. tarafından rapor edilmiştir. (2011) Ancak, tek tabakalı boron nitrürün bildirilen iki Raman sonucu birbiriyle uyuşmuyordu. Bu nedenle Cai ve diğerleri, atomik olarak ince bor nitrürün içsel Raman spektrumunu ortaya çıkarmak için sistematik çalışmalar yürütmüştür. Bir substrat ile etkileşime girmeyen atomik olarak ince bor nitrürün, toplu altıgen boron nitrürünkine benzer bir G bandı frekansına sahip olduğunu, ancak substrat tarafından indüklenen suşun Raman kaymalarına neden olabileceğini ortaya koymaktadır. Bununla birlikte, atomik olarak ince bor nitrürün G bandının Raman yoğunluğu, tabaka kalınlığını ve numune kalitesini tahmin etmek için kullanılabilir.
Bor nitrür nanoağı
Bor nitrür nanomesh, nanoyapılı iki boyutlu bir malzemedir. Temiz bir rodyum veya rutenyum yüzeyinin ultra yüksek sıcaklık ve vakum altında borazine maruz bırakılmasıyla düzenli bir ağ oluşturan tek bir BN katmanından oluşur. Nanomesh, altıgen gözeneklerin bir araya gelmesi gibi görünüyor. İki gözenek merkezi arasındaki mesafe 3.2 nm ve gözenek çapı ~2 nmdir. Bu malzeme için diğer terimler boronitren veya beyaz grafendir.
Bor nitrür nanomesh yalnızca vakum, hava ve bazı sıvılar altında ayrışmaya karşı değil, aynı zamanda 800 °C'ye kadar sıcaklıklarda kararlıdır. Ek olarak, nanomesh gözeneklere benzer boyutlara sahip olan molekülleri ve metalik kümeleri yakalayarak iyi düzenlenmiş bir dizi oluşturmak için olağanüstü bir yetenek gösterir. Bu özellikler, nanomesh'in kataliz, yüzey işlevselleştirme, spintronik, kuantum hesaplama ve sabit diskler gibi veri depolama ortamları gibi alanlarda ilginç uygulamaları vadediyor.
Bor nitrür nanotüpler
Bor nitrür tübülleri ilk olarak 1989 yılında Shore ve Dolan tarafından yapılmıştır. Çalışmanın 1989 yılında patenti alınmış, tezin ardından 1993 yılında Science'ta yayınlanmıştır. 1989 çalışması aynı zamanda B-trikloroborazin ve sezyum metali ile amorf BN'nin ilk hazırlanmasıydı.
Bor nitrür nanotüpleri 1994 yılında tahmin edilmiş, 1995 yılında deneysel olarak kanıtlanmıştır. Rulo haline getirilmiş bir h-bor nitrür tabakası olarak hayal edilebilirler. Yapısal olarak, karbon nanotüpün yakın bir analogudur, yani karbon atomlarının dönüşümlü olarak nitrojen ve bor atomları ile ikame edilmesi dışında, birkaç ila yüz nanometre çapında ve birkaç mikrometre uzunluğunda uzun bir silindirdir. Bununla birlikte, BN nanotüplerin özellikleri çok farklıdır: karbon nanotüpler, yuvarlanma yönü ve yarıçapa bağlı olarak metalik veya yarı iletken olabilirken, bir BN nanotüp, temel olarak tüp kiralitesi ve morfolojisinden bağımsız olarak ~5.5 eV bant aralığına sahip bir elektrik yalıtkanıdır. Ek olarak, katmanlı bir BN yapısı, grafitli bir karbon yapısından çok daha termal ve kimyasal olarak kararlıdır.
Bor nitrür aerojel
Bor nitrür aerojel, oldukça gözenekli BN'den yapılmış bir aerojeldir. Tipik olarak deforme olmuş BN nanotüpleri ve nanotabakaların bir karışımından oluşur. 0.6 mg/cm3 kadar düşük bir yoğunluk ve 1050 m2/g kadar yüksek bir spesifik yüzey alanına sahip olabilir ve ve bu nedenle emici, katalizör desteği ve gaz depolama ortamı olarak potansiyel uygulamalara sahiptir. BN aerojelleri oldukça hidrofobiktir ve ağırlıklarının 160 katına kadar yağ emebilir. 1200 °C'ye kadar sıcaklıklarda havadaki oksidasyona karşı dirençlidirler ve bu nedenle emilen yağ alevle yakıldıktan sonra tekrar kullanılabilir. BN aerojelleri, şablon destekli kimyasal buhar biriktirme ile besleme gazı olarak borazin kullanılarak hazırlanabilir.
BN içeren kompozitler
Silisyum nitrür seramiklere bor nitrür eklenmesi malzemenin termal şok direncini arttırır. Silisyum nitrür aynı amaçla- alümina ve titanyum nitrür -alümina seramiklerine de BN eklenir. BN ile takviye edilen diğer malzemeler arasında alümina ve zirkonya, borosilikat camlar, cam seramikler, emayeler ve titanyum borür -bor nitrür, titanyum borür-alüminyum nitrür -bor nitrür ve silisyum karbür-bor nitrür bileşimi ile kompozit seramikler bulunur.
Sağlık sorunları
Bor nitrür (yanında Si
3N
4 NbN ve BNC)'nin zayıf fibrojenik aktivite gösterdiği ve partikül formunda solunduğunda pnömokonyoza neden olduğu bildirilmiştir. Metal olmayan nitrürler için tavsiye edilen maksimum konsantrasyon BN için 10 ve AlN veya ZrN için 4 'mg/ m3 tür.
Notlar
- ^ Here wetting refers to the ability of a molten metal to keep contact with solid BN
Kaynakça
- ^ a b Brazhkin (2019). "Myths about new ultrahard phases: Why materials that are significantly superior to diamond in elastic moduli and hardness are impossible". Journal of Applied Physics. 125 (13): 130901. arXiv:1811.09503 $2. doi:10.1063/1.5082739.
- ^ Kawaguchi, M. ve diğerleri. (2008). "Electronic Structure and Intercalation Chemistry of Graphite-Like Layered Material with a Composition of BC6N". Journal of Physics and Chemistry of Solids. 69 (5–6): 1171. doi:10.1016/j.jpcs.2007.10.076.
- ^ Silberberg, M. S. (2009). Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change. 5th. New York: McGraw-Hill. s. 483. ISBN .
- ^ Griggs, Jessica (13 Mayıs 2014). . New Scientist. 26 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Ocak 2018.
- ^ Delhaes, P. (2001). Graphite and Precursors. CRC Press. ISBN .
- ^ a b . Ioffe Institute Database. 15 Kasım 2002 tarihinde kaynağından arşivlendi.
- ^ Zedlitz, R. (1996). "Properties of Amorphous Boron Nitride Thin Films". Journal of Non-Crystalline Solids. 198–200 (Part 1): 403. doi:10.1016/0022-3093(95)00748-2.
- ^ Henager, C. H. Jr. (1993). "Thermal Conductivities of Thin, Sputtered Optical Films". Applied Optics. 32 (1): 91-101. doi:10.1364/AO.32.000091. (PMID) 20802666. 6 Aralık 2022 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 25 Temmuz 2023.
- ^ Weissmantel, S. (1999). "Microstructure and Mechanical Properties of Pulsed Laser Deposited Boron Nitride Films". Diamond and Related Materials. 8 (2–5): 377. doi:10.1016/S0925-9635(98)00394-X.
- ^ a b c d e Landolt-Börnstein – Group VIII Advanced Materials and Technologies: Powder Metallurgy Data. Refractory, Hard and Intermetallic Materials. 2A2. Berlin: Springer. 2002. ss. 118-139. ISBN .
- ^ Su, C. (2022). "Tuning colour centres at a twisted hexagonal boron nitride interface". Nature Materials. 21 (8): 896-902. doi:10.1038/s41563-022-01303-4. (PMID) 35835818. 25 Şubat 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 25 Temmuz 2023.
- ^ Crane, T. P. (2000). "Magnetic Relaxation Properties of Helium-3 Adsorbed on Hexagonal Boron Nitride". Physical Review B. 62 (17): 11359. doi:10.1103/PhysRevB.62.11359.
- ^ Pan, Z. ve diğerleri. (2009). "Harder than Diamond: Superior Indentation Strength of Wurtzite BN and Lonsdaleite". Physical Review Letters. 102 (5): 055503. doi:10.1103/PhysRevLett.102.055503. (PMID) 19257519.
- ^ Tian, Yongjun ve diğerleri. (2013). "Ultrahard nanotwinned cubic boron nitride". Nature. 493 (7432): 385-8. doi:10.1038/nature11728. (PMID) 23325219.
- ^ a b c d e Engler, M. (2007). "Hexagonal Boron Nitride (hBN) – Applications from Metallurgy to Cosmetics" (PDF). Cfi/Ber. DKG. 84: D25. ISSN 0173-9913. 13 Haziran 2013 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 25 Temmuz 2023.
- ^ Watanabe, K. (2004). "Direct-Bandgap Properties and Evidence for Ultraviolet Lasing of Hexagonal Boron Nitride Single Crystal". Nature Materials. 3 (6): 404-9. doi:10.1038/nmat1134. (PMID) 15156198.
- ^ Taniguchi, T. ve diğerleri. (2002). "Ultraviolet Light Emission from Self-Organized p–n Domains in Cubic Boron Nitride Bulk Single Crystals Grown Under High Pressure". Applied Physics Letters. 81 (22): 4145. doi:10.1063/1.1524295.
- ^ Dreger, Lloyd H. ve diğerleri. (1962). "Sublimation and Decomposition Studies on Boron Nitride and Aluminum Nitride". The Journal of Physical Chemistry. 66 (8): 1556. doi:10.1021/j100814a515.
- ^ Wentorf, R. H. (1957). "Cubic Form of Boron Nitride". The Journal of Chemical Physics. 26 (4): 956. doi:10.1063/1.1745964.
- ^ Lan, J. H. ve diğerleri. (2009). "Thermal Transport in Hexagonal Boron Nitride Nanoribbons". Physical Review B. 79 (11): 115401. doi:10.1103/PhysRevB.79.115401.
- ^ "Thermal Conductivity and Thermal Rectification in Graphene Nanoribbons: A Molecular Dynamics Study". Nano Letters. 9 (7): 2730-5. 2009. arXiv:1008.1300 $2. doi:10.1021/nl901231s. (PMID) 19499898.
- ^ Ouyang (2010). "Thermal Transport in Hexagonal Boron Nitride Nanoribbons". Nanotechnology. 21 (24): 245701. doi:10.1088/0957-4484/21/24/245701. (PMID) 20484794.
- ^ Dobrzhinetskaya, L.F. ve diğerleri. (2013). "Qingsongite, IMA 2013-030". CNMNC Newsletter. 16: 2708.
- ^ . 20 Ağustos 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi.
- ^ . 21 Mart 2011. 15 Mart 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi.
- ^ a b Rudolph, S. (2000). . American Ceramic Society Bulletin. 79: 50. 6 Mart 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi.
- ^ . 12 Aralık 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Haziran 2009.
- ^ a b Mirkarimi, P. B. ve diğerleri. (1997). "Review of Advances in Cubic Boron Nitride Film Synthesis". Materials Science and Engineering: R: Reports. 21 (2): 47-100. doi:10.1016/S0927-796X(97)00009-0. 25 Şubat 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 25 Temmuz 2023.
- ^ Paine, Robert T. (1990). "Synthetic Routes to Boron Nitride". Chemical Reviews. 90: 73-91. doi:10.1021/cr00099a004.
- ^ Tornieporth-Oetting, I. (1990). "Nitrogen Triiodide". Angewandte Chemie International Edition. 29 (6): 677-679. doi:10.1002/anie.199006771.
- ^ Housecroft, Catherine E.; Sharpe, Alan G. (2005). Inorganic Chemistry. 2d. Pearson education. s. 318. ISBN . Yazar eksik
|soyadı1=
() - ^ Solozhenko, V. L. ve diğerleri. (2002). "In situ Studies of Boron Nitride Crystallization from BN Solutions in Supercritical N–H Fluid at High Pressures and Temperatures". Physical Chemistry Chemical Physics. 4 (21): 5386. doi:10.1039/b206005a.
- ^ Doll, G. L. ve diğerleri. (1989). "Intercalation of Hexagonal Boron Nitride with Potassium". Journal of Applied Physics. 66 (6): 2554. doi:10.1063/1.344219.
- ^ Dai, Bai-Qing (2003). "A DFT Study of hBN Compared with Graphite in Forming Alkali Metal Intercalation Compounds". Materials Chemistry and Physics. 78 (2): 304. doi:10.1016/S0254-0584(02)00205-5.
- ^ Wentorf, R. H. Jr. (March 1961). "Synthesis of the Cubic Form of Boron Nitride". Journal of Chemical Physics. 34 (3): 809-812. doi:10.1063/1.1731679.
- ^ a b Vel, L. ve diğerleri. (1991). "Cubic Boron Nitride: Synthesis, Physicochemical Properties and Applications". Materials Science and Engineering: B. 10 (2): 149. doi:10.1016/0921-5107(91)90121-B.
- ^ Fukunaga, O. (2002). "Science and Technology in the Recent Development of Boron Nitride Materials". Journal of Physics: Condensed Matter. 14 (44): 10979. doi:10.1088/0953-8984/14/44/413.
- ^ Komatsu, T. ve diğerleri. (1999). "Creation of Superhard B–C–N Heterodiamond Using an Advanced Shock Wave Compression Technology". Journal of Materials Processing Technology. 85 (1–3): 69. doi:10.1016/S0924-0136(98)00263-5.
- ^ Soma, T. ve diğerleri. (1974). "Characterization of Wurtzite Type Boron Nitride Synthesized by Shock Compression". Materials Research Bulletin. 9 (6): 755. doi:10.1016/0025-5408(74)90110-X.
- ^ a b c Greim, Jochen; Schwetz, Karl A. (2005). "Boron Carbide, Boron Nitride, and Metal Borides". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a04_295.pub2. ISBN . Yazar eksik
|soyadı1=
() - ^ Davis, R.F. (1991). "III-V Nitrides for Electronic and Optoelectronic Applications". Proceedings of the IEEE. 79 (5): 702-712. doi:10.1109/5.90133.
- ^ Pan (1 Ocak 2017). "Coexistence of Grain-Boundaries-Assisted Bipolar and Threshold Resistive Switching in Multilayer Hexagonal Boron Nitride". Advanced Functional Materials. 27 (10): 1604811. doi:10.1002/adfm.201604811.
- ^ "2D h-BN based RRAM devices". 2016 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM). 1 Aralık 2016. ss. 34.8.1-34.8.4. doi:10.1109/IEDM.2016.7838544. ISBN .
- ^ Schein, L. B. (1988). Electrophotography and Development Physics. Physics Today. Springer Series in Electrophysics. 14. Berlin: Springer-Verlag. ss. 66-68. doi:10.1063/1.2811250. ISBN .
- ^ Harper, Charles A. (2001). Handbook of Ceramics, Glasses and Diamonds. McGraw-Hill. ISBN .
- ^ Park (2014). "Large-Area Monolayer Hexagonal Boron Nitride on Pt Foil". ACS Nano. 8 (8): 8520-8. doi:10.1021/nn503140y. (PMID) 25094030.
- ^ Hu, S. ve diğerleri. (2014). "Proton transport through one-atom-thick crystals". Nature. 516 (7530): 227-230. arXiv:1410.8724 $2. doi:10.1038/nature14015. (PMID) 25470058.
- ^ . AccurateShooter.com. 8 Eylül 2014. 10 Eylül 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Aralık 2015.
- ^ Manufacturing Processes Reference Guide. Industrial Press Inc. 1994. ss. 43-48. ISBN . 22 Ocak 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 20 Nisan 2022.
- ^ . Hyperion Materials & Technologies. 23 Haziran 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Haziran 2022.
- ^ El Khakani, M. A. (1993). "Physical Properties of the X-Ray Membrane Materials". Journal of Vacuum Science and Technology B. 11 (6): 2930-2937. doi:10.1116/1.586563.
- ^ Schmolla, W. (1985). "Positive Drift Effect of BN-InP Enhancement N-Channel MISFET". International Journal of Electronics. 58: 35. doi:10.1080/00207218508939000.
- ^ Li (2016). "Atomically Thin Boron Nitride: Unique Properties and Applications". Advanced Functional Materials. 26 (16): 2594-2608. arXiv:1605.01136 $2. doi:10.1002/adfm.201504606.
- ^ Falin (22 Haziran 2017). "Mechanical properties of atomically thin boron nitride and the role of interlayer interactions". Nature Communications. 8: 15815. arXiv:2008.01657 $2. doi:10.1038/ncomms15815. (PMC) 5489686 $2. (PMID) 28639613.
- ^ Cai (2019). "High thermal conductivity of high-quality monolayer boron nitride and its thermal expansion". Science Advances (İngilizce). 5 (6): eaav0129. arXiv:1903.08862 $2. doi:10.1126/sciadv.aav0129. ISSN 2375-2548. (PMC) 6555632 $2. (PMID) 31187056.
- ^ a b Li (2015). "Dielectric Screening in Atomically Thin Boron Nitride Nanosheets". Nano Letters. 15 (1): 218-223. arXiv:1503.00380 $2. doi:10.1021/nl503411a. (PMID) 25457561.
- ^ a b Li (2014). "Strong Oxidation Resistance of Atomically Thin Boron Nitride Nanosheets". ACS Nano. 8 (2): 1457-1462. arXiv:1403.1002 $2. doi:10.1021/nn500059s. (PMID) 24400990.
- ^ Li (2014). "Nanosheets: Boron Nitride Nanosheets for Metal Protection (Adv. Mater. Interfaces 8/2014)". Advanced Materials Interfaces. 1 (8): n/a. doi:10.1002/admi.201470047.
- ^ Liu (4 Ekim 2013). "Ultrathin high-temperature oxidation-resistant coatings of hexagonal boron nitride". Nature Communications. 4 (1): 2541. doi:10.1038/ncomms3541. (PMID) 24092019.
- ^ Chen (23 Haziran 2015). "High-quality sandwiched black phosphorus heterostructure and its quantum oscillations". Nature Communications. 6 (1): 7315. arXiv:1412.1357 $2. doi:10.1038/ncomms8315. (PMC) 4557360 $2. (PMID) 26099721.
- ^ Cai (29 Ağustos 2016). "Molecule-Induced Conformational Change in Boron Nitride Nanosheets with Enhanced Surface Adsorption". Advanced Functional Materials. 26 (45): 8202-8210. arXiv:1612.02883 $2. doi:10.1002/adfm.201603160.
- ^ Cai (20 Mayıs 2016). "Inside Back Cover: Boron Nitride Nanosheets Improve Sensitivity and Reusability of Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (Angew. Chem. Int. Ed. 29/2016)". Angewandte Chemie International Edition. 55 (29): 8457. doi:10.1002/anie.201604295.
- ^ Cai (14 Haziran 2016). "Boron Nitride Nanosheet-Veiled Gold Nanoparticles for Surface-Enhanced Raman Scattering". ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (24): 15630-15636. arXiv:1606.07183 $2. doi:10.1021/acsami.6b04320. (PMID) 27254250.
- ^ Gorbachev (7 Ocak 2011). "Hunting for Monolayer Boron Nitride: Optical and Raman Signatures". Small. 7 (4): 465-468. arXiv:1008.2868 $2. doi:10.1002/smll.201001628. (PMID) 21360804.
- ^ Cai (2017). "Raman signature and phonon dispersion of atomically thin boron nitride". Nanoscale. 9 (9): 3059-3067. arXiv:2008.01656 $2. doi:10.1039/c6nr09312d. (PMID) 28191567. 8 Nisan 2019 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 25 Temmuz 2023.
- ^ a b Song (2015). "Ultralight boron nitride aerogels via template-assisted chemical vapor deposition". Scientific Reports. 5: 10337. doi:10.1038/srep10337. (PMC) 4432566 $2. (PMID) 25976019.
- ^ a b c Corso, M. ve diğerleri. (2004). "Boron Nitride Nanomesh". Science. 303 (5655): 217-220. doi:10.1126/science.1091979. (PMID) 14716010.
- ^ a b Goriachko, A. ve diğerleri. (2007). "Self-Assembly of a Hexagonal Boron Nitride Nanomesh on Ru(0001)". Langmuir. 23 (6): 2928-2931. doi:10.1021/la062990t. (PMID) 17286422.
- ^ Graphene and Boronitrene (White Graphene) 28 Mayıs 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde .. physik.uni-saarland.de
- ^ Bunk, O. ve diğerleri. (2007). "Surface X-Ray Diffraction Study of Boron-Nitride Nanomesh in Air". Surface Science. 601 (2): L7-L10. doi:10.1016/j.susc.2006.11.018. 26 Şubat 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 25 Temmuz 2023.
- ^ a b Berner, S. ve diğerleri. (2007). "Boron Nitride Nanomesh: Functionality from a Corrugated Monolayer". Angewandte Chemie International Edition. 46 (27): 5115-5119. doi:10.1002/anie.200700234. (PMID) 17538919.
- ^ Widmer, R. ve diğerleri. (2007). "Electrolytic in situ STM Investigation of h-BN-Nanomesh" (PDF). Electrochemical Communications. 9 (10): 2484-2488. doi:10.1016/j.elecom.2007.07.019. 9 Ekim 2022 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi.
- ^ . nanomesh.ch. 4 Mayıs 2006 tarihinde kaynağından arşivlendi.
- ^ Kim (2015). "Polymer nanocomposites from free-standing, macroscopic boron nitride nanotube assemblies". RSC Adv. 5 (51): 41186. doi:10.1039/C5RA02988K.
- ^ Rubio, A. ve diğerleri. (1994). "Theory of Graphitic Boron Nitride Nanotubes". Physical Review B. 49 (7): 5081-5084. doi:10.1103/PhysRevB.49.5081. (PMID) 10011453. 25 Şubat 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 25 Temmuz 2023.
- ^ Chopra, N. G. ve diğerleri. (1995). "Boron Nitride Nanotubes". Science. 269 (5226): 966-7. doi:10.1126/science.269.5226.966. (PMID) 17807732.
- ^ Blase, X. ve diğerleri. (1994). "Stability and Band Gap Constancy of Boron Nitride Nanotubes". Europhysics Letters (EPL). 28 (5): 335. doi:10.1209/0295-5075/28/5/007.
- ^ Han, Wei-Qiang ve diğerleri. (2002). "Transformation of BxCyNz Nanotubes to Pure BN Nanotubes" (PDF). Applied Physics Letters. 81 (6): 1110. doi:10.1063/1.1498494. 5 Mayıs 2006 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 25 Temmuz 2023.
- ^ Golberg (2007). "Boron Nitride Nanotubes". Advanced Materials. 19 (18): 2413. doi:10.1002/adma.200700179.
- ^ Lee, S. M. (1992). Handbook of Composite Reinforcements. John Wiley and Sons. ISBN .
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Bor nitrur kisaca BN bor ve nitrojenin termal ve kimyasal olarak refrakter bir bilesigidir Karbon kafesine benzer sekilde yapilandirilmis bir izoelektronik olan cesitli kristal formlarda bulunur Grafite karsilik gelen altigen form BN polimorflari arasinda en kararli ve yumusak olanidir ve bu nedenle kozmetik urunlerde yaglayici ve katki maddesi olarak kullanilir Elmasa benzer kubik kristal yapi c BN olarak adlandirilir elmastan daha yumusak ancak termal ve kimyasal kararliligi ustundur Nadir wurtzite modifikasyonu lonsdaleite benzer ancak kubik formdan biraz daha yumusaktir Bor nitrur Aksi belirtilmedigi surece madde verileri Standart sicaklik ve basinc kosullarinda belirtilir 25 C 77 F 100 kPa Bilgi kutusu kaynaklari Mukemmel termal ve kimyasal stabilite nedeniyle bor nitrur seramikler yuksek sicaklik ekipmanlari ve metal dokumde kullanilir Nanoteknolojide potansiyel kullanimi vardir YapiBor nitrur boron ve nitrojen atomlarinin duzeninde farklilik gosteren cok sayida formda bulunur Amorf form a BN Bor nitrurun a BN amorf formu atomlarinin dizilisinde herhangi bir uzun mesafeli duzenlilikten yoksundur Amorf karbona benzer Bor nitrurun diger tum formlari kristaldir Altigen form h BN En kararli kristal form h BN a BN g BN ve grafit bor nitrur olarak da adlandirilan altigen formdur Altigen bor nitrur grafite benzer katmanli bir yapiya sahiptir Her katmanda bor ve nitrojen atomlari guclu kovalent baglarla baglanirken katmanlar zayif van der Waals kuvvetleri tarafindan bir arada tutulur Bununla birlikte bu tabakalarin ara katman kaydi grafit icin gorulen modelden farklidir Bu kayit B N baglarinin yerel polaritesini ve ayrica katmanlar arasi N verici B alici ozelliklerini yansitir Ayni sekilde farkli sekilde istiflenmis politiplerden olusan bircok metastabil form mevcuttur Bu nedenle h BN ve grafit cok yakin komsulardir ve malzeme BNC leri olusturmak icin ikame edici bir element olarak karbonu barindirabilir Bazi B ve N atomlari icin karbonun ikame edildigi BC6N hibritleri sentezlenmistir Kubik form c BN Kubik bor nitrur elmasinkine benzer bir kristal yapiya sahiptir Elmasin grafitten daha az kararli olmasiyla tutarli olarak kubik bicim altigen bicime gore daha az kararlidir ancak ikisi arasindaki donusum orani elmas icin oldugu gibi oda sicakliginda ihmal edilebilir duzeydedir Kubik form elmasinkiyle ayni sfalerit kristal yapiya sahiptir ve ayrica b BN veya c BN olarak adlandirilir Wurtzite formu w BN Bor nitridinin wurtzit bicimi w BN nadir bir altigenli karbon polimorf olan lonsdaleite ile ayni yapiya sahiptir Kup biciminde oldugu gibi bor ve azot atomlari da dort heydere gruplandirilir Kup seklinde tum yuzukler sandalye yapilandirmasinda w BN de katmanlar arasindaki halkalar tekne yapilandirmasindadir Daha once iyimser raporlar wurtzite biciminin cok guclu oldugunu ongormus ve bir simulasyonla elmasinkinden 18 daha guclu bir kuvvetin oldugu tahmin edilmistir Dogada sadece kucuk miktarlarda mineral var oldugundan bu deneysel olarak henuz dogrulanmamistir sertligi 46 GPa dir ticari boridlerden biraz daha sert ama bor nitridinin kubik biciminden daha yumusak OzelliklerFiziksel Amorf ve kristal BN grafit ve elmasin ozellikleri h BN ve grafitin bazi ozellikleri taban duzlemleri icinde ve bunlara dik olarak farklilik gosterir Malzeme Bor nitrur BN grafit Elmasa H c w Yogunluk g cm 3 2 28 2 1 3 45 3 49 2 1 3 515Knoop sertligi GPa 10 45 34 100Toplu modul GPa 100 36 5 400 400 34 440Termal iletkenlik W m K 3 600 30 740 200 2000 2 800 600 2000Termal genlesme 10 6 K 2 7 38 1 2 2 7 1 5 25 0 8Bant araligi eV 5 05 5 9 6 4 6 4 4 5 5 5 0 5 5Kirilma indisi 1 7 1 8 2 1 2 05 2 4Manyetik alinganlik µemu g 0 48 17 3 0 2 2 7 20 28 1 6 h BN deki BN katmanlarinin kismi iyonik yapisi kovalentligi ve elektriksel iletkenligi azaltirken katmanlar arasi etkilesim artar ve h BN nin daha yuksek sertligiyle sonuclanir Altigen BN deki azaltilmis elektron delokalizasyonu renk olmamasi ve genis bir bant araligi ile de gosterilir Bazal duzlemde icinde guclu kovalent ve aralarinda zayif olan cok farkli baglar h BN nin cogu ozelliginde yuksek anizotropiye neden olur Bu malzemeler son derece serttir c BN nin sertligi elmasinkinden biraz daha kucuk w BN nin sertligi ise daha da yuksektir Tane boyutlari 10 nm mertebesinde olan polikristalin c BN nin ayrica elmasla karsilastirilabilir veya daha yuksek Vickers sertligine sahip oldugu bildirilmektedir Isiya ve gecis metallerine karsi cok daha iyi kararliligi nedeniyle c BN celik isleme gibi mekanik uygulamalarda elmasi gecer BN nin termal iletkenligi tum elektrik yalitkanlarinin en yuksekleri arasindadir tabloya bakin Bor nitrur berilyum ile p tipi ve bor kukurt silikon veya karbon ve nitrojen ile birlikte n tipi katkilanabilir Hem altigen hem de kubik BN UV bolgesine karsilik gelen bir bant araligi enerjisine sahip genis aralikli yari iletkenlerdir h BN veya c BN e voltaj uygulanirsa 215 250 nm araliginda UV isigi yayar ve bu nedenle potansiyel olarak isik yayan diyotlar veya lazerlerde kullanilabilir Bor nitrurun erime davranisi hakkinda cok az sey bilinmektedir 2973 C te sublimlesir normal basincta nitrojen gazi ve bor salar ancak yuksek basincta erir Termal kararlilik Altigen ve kubik BN ve muhtemelen w BN olaganustu kimyasal ve termal kararlilik gosterir Ornegin h BN havada 1000 vakumda 1400 ve inert ortamsa 2800 C ye kadar dayanabilir h BN ve c BN nin reaktivitesi nispeten benzerdir ve c BN icin veriler asagidaki tabloda ozetlenmistir c BN nin katilarla reaktivitesi Saglam ortam Aksiyon Esik sicakligi C Molibden 10 2 Pa vakum Reaksiyon 1360Ni 10 2 Pa vakum Islatma 1360Fe Ni Co Argon Tepki 1400 1500Al 10 2 Pa vakum Islatma ve reaksiyon 1050Si 10 3 Pa vakum islatma 1500Cu Ag Au Ga In Ge Sn 10 3 Pa vakum islatma yok 1100B islatma yok 2200Al2O3 B2O3 10 2 Pa vakum Tepki yok 1360 c BN nin termal kararliligi su sekilde ozetlenebilir Hava veya oksijen icinde B2 O3 koruyucu tabaka 1300 C ye kadar daha fazla oksidasyonu onler 1400 C de hekzagonal forma donusum olmaz Azot icinde 12 saat sonra 1525 C de h BN ye bir miktar donusum Vakumda 10 5 Pa 1550 1600 C de h BN ye donusum Kimyasal stabilite Bor nitrur olagan asitlerde cozunmez ancak LiOH KOH NaOH Na2 CO3 NaNO3 veya gibi alkali erimis tuzlar ve nitrurlerde cozunur bu nedenle BN yi asindirmak icin kullanilirlar Termal iletkenlik Altigen bor nitrur nanoribbonlarin BNNR ler teorik termal iletkenligi 1700 2000 W m K e yaklasabilir Grafen icin deneysel olarak olculen degerle ayni buyukluk sirasina sahip olan ve grafen nanoribbonlar icin teorik hesaplamalarla karsilastirilabilir durumda Ayrica BNNR lerdeki termal tasima anizotropiktir Zikzak kenarli BNNR lerin termal iletkenligi oda sicakliginda koltuk kenarli nanoribbonlardan yaklasik 20 daha fazladir Dogal olusumTibet te kubik formda c BN dogal olarak olusan bir bor nitrur minerali 2009 yilinda rapor edildi ve qingsongite adi onerildi Madde krom acisindan zengin kayalarda dagilmis mikron boyutlu inkluzyonlarda bulundu 2013 yilinda Uluslararasi Mineraloji Dernegi minerali ve adi onayladi sentezAltigen BN nin hazirlanmasi ve reaktivitesi Bor nitrur sentetik olarak uretilir Altigen bor nitrur bor trioksit B2 O3 veya borik asitin H3 BO3 azot ortaminda amonyak veya ure ile reaksiyonundan elde edilir B2 O3 2 NH3 2 BN 3 H2 O T 900 C B OH 3 NH3 BN 3 H2 O T 900 C B2 O3 CO NH2 2 2 BN CO2 2 H2 O T gt 1000 C B2 O3 3 CaB6 10 N2 20 BN 3 CaO T gt 1500 C Ortaya cikan duzensiz amorf bor nitrur 92 95 BN ve 5 8 B2 O3 icerir Kalan B2 O3 98 BN konsantrasyonu elde etmek icin gt 1500 C sicakliklarda ikinci bir adimda buharlastirilabilir Bu tavlama ayni zamanda BN yi kristallestirir tavlama ile kristalitlerin boyutu artar h BN parcalari sicak presleme sonrasi isleme yoluyla ucuz bir sekilde uretilebilir Parcalar daha iyi sikistirilabilirlik icin bor oksit eklenen bor nitrur tozlarindan yapilmistir Ince bor nitrur filmleri bor triklorur ve nitrojen onculerinden kimyasal buhar biriktirme ile elde edilebilir Bor tozunun azot plazmasinda 5500 C de yanmasi yaglayicilar ve tonerler icin kullanilan ultra ince bor nitruru verir Bor nitrur 30 C de trikloroflorometan icinde iyot florur ile reaksiyona girer dusuk verimde son derece hassas bir kontak patlayici olan NI3 uretilir Bor nitrur nitridoborat bilesikleri olusturmak icin lityum nitrurleri toprak alkali metaller ve lantanitlerle reaksiyona girer Ornegin Li3 N BN Li3 BN2Altigen BN nin araya eklenmesi Potasyum ile birlestirilmis altigen bor nitrurun yapisi B4 N4 K Cesitli molekuller ornegin NH3 veya alkali metaller altigen boron nitride eklenebilir Hem deney hem de teori interkalasyonun BN icin grafitten cok daha zor oldugunu one suruyor Kubik BN nin hazirlanmasi Kubik bor nitrur sentetik elmasin grafitten uretilmesine cok benzer sekilde altigen bor nitrurun yuksek basinc ve sicaklik altinda islenmesiyle uretilir Altigen bor nitrurun kubik forma dogrudan donusumu 5 ile 18 GPa arasindaki basinclar ve 1730 ile 3230 C arasindaki sicakliklarda gozlenmistir Az miktarda bor oksit eklenmesi gerekli basinci 4 7 GPa ve sicakligi 1500 C ye dusurebilir Elmas sentezinde oldugu gibi donusum basinc ve sicakliklarini daha da azaltmak icin lityum potasyum veya magnezyum bunlarin nitrurleri floronitrurleri amonyum bilesikli su veya hidrazin gibi bir katalizor eklenir Yine elmas buyumesinden odunc alinan diger endustriyel sentez yontemleri bir sicaklik gradyani veya patlayici sok dalgasinda kristal buyumesini kullanir Sok dalgasi yontemi bor karbon ve nitrojenden olusan super sert bir bilesik olan heterodiamond adli malzemeyi uretmek icin kullanilir Kubik bor nitrurun ince filmlerinin dusuk basincli biriktirilmesi mumkundur Elmas buyumesinde oldugu gibi ana problem altigen fazlarin sirasiyla h BN veya grafit buyumesini baskilamaktir Elmas buyutmede hidrojen gazi c BN icin bor triflorur kullanilarak baskilama gerceklestirilir Iyon isini biriktirme plazma destekli kimyasal buhar biriktirme darbeli lazer biriktirme reaktif puskurtme ve diger fiziksel buhar biriktirme yontemleri de kullanilir Wurtzite BN nin hazirlanmasi Wurtzite BN statik yuksek basinc veya dinamik sok yontemleriyle elde edilebilir Kararliliginin sinirlari iyi tanimlanmamistir Hem c BN hem de w BN h BN nin sikistirilmasiyla olusturulur ancak w BN olusumu 1700 C ye yakin cok daha dusuk sicakliklarda gerceklesir Uretim istatistikleri BN sentezinde kullanilan borik asit ve bor trioksit icin uretim ve tuketim rakamlari iyi bilinmesine ragmen bkz bor bor nitrur icin karsilik gelen rakamlar istatistiksel raporlarda listelenmemistir 1999 dunya uretimi icin bir tahmin 300 ila 350 tondur BN nin baslica uretici ve tuketicileri Amerika Birlesik Devletleri Japonya Cin ve Almanya dir 2000 yilinda fiyatlar standart endustriyel kalitede h BN icin yaklasik 75 120 kg arasindayken yuksek saflik icin yaklasik 200 400 kg a kadar cikiyordu UygulamalarAltigen BN Seramik BN potasi Altigen BN en yaygin kullanilan polimorftur Oksitleyici bir atmosferde bile 900 C ye kadar iyi bir yaglayicidir h BN alternatif yaglayici grafitin elektriksel iletkenlik veya kimyasal reaktivitesi sorunlu oldugunda ozellikle yararlidir Grafitin oksitlenerek karbon camuruna donusebildigi icten yanmali motorlarda ustun termal kararliligi ile h BN motor yaglarina eklenebilir Tum nano parcacik suspansiyonlarinda oldugu gibi tortu bir problemdir Tortu yag filtrelerini tikayabilir bu da icten yanmali bir motordaki uygulamalarini motorun yeniden insasinin yaygin oldugu otomotiv yarislarina sinirlar Karbonun belirli alasimlarda kayda deger bir cozunurlugu oldugundan bu ozelliklerin bozulmasina yol acabilir BN genellikle yuksek sicaklik ve veya yuksek basinc uygulamalari icin ustundur h BN nin grafite gore bir diger avantaji kayganliginin katmanlar arasinda hapsolmus su veya gaz molekullerini gerektirmemesidir Bu nedenle h BN yaglayicilar uzay uygulamalari gibi vakumda kullanilabilir Ince taneli h BN nin yaglama ozellikleri kozmetik boya dis sementi ve kursun kalem uclarinda kullanilir Kozmetikte ilk kez 1940 larda Japonya da altigen BN kullanilsa da yuksek fiyati nedeniyle vazgecildi 1990 larin sonunda h BN uretim sureclerinin optimizasyonu ile kullanim yeniden canlandi ve su anda h BN neredeyse tum onde gelen kozmetik urunleri ureticileri tarafindan fondoten makyaj goz fari allik surme kalem ruj ve diger cilt bakim urunleri icin kullaniliyor Bor nitrur seramikler mukemmel termal ve kimyasal kararliligi nedeniyle geleneksel olarak yuksek sicaklik ekipmanlarinda kullanilir h BN seramik alasim recine plastik kaucuk ve diger malzemelere dahil edilebilir ve bu malzemelere kendi kendini yaglama ozelligi kazandirir Bu tur malzemeler ornegin rulman ve celik yapiminda uygundur BN ile doldurulmus plastikler daha az termal genlesme daha yuksek termal iletkenlik ve elektrik direncine sahiptir Mukemmel dielektrik ve termal ozellikleri nedeniyle BN elektronikte yari iletkenler icin bir substrat mikrodalgaya seffaf pencereler termal macunlarda isi iletken ancak elektriksel olarak yalitkan bir dolgu maddesi ve contalar icin yapisal bir malzeme olarak kullanilir Bircok kuantum cihazi alt tabaka malzemesi olarak cok katmanli h BN kullanir Direncli rastgele erisimli belleklerde dielektrik olarak da kullanilabilir Hexagonal BN xerografi ve lazer yazicilarda fotograf tamburunun sarj sizintisi bariyer tabakasi olarak kullanilir Otomotiv endustrisinde yakit akisini ayarlamak icin geri bildirim saglayan oksijen sensorlerini kapatmak icin baglayici bor oksit ile karistirilmis h BN kullanilir Baglayici h BN nin benzersiz sicaklik stabilitesi ve yalitim ozelliklerini kullanir Parcalar dort ticari sinif h BN den sicak presleme ile yapilabilir Grade HBN bir bor oksit baglayici icerir oksitleyici atmosferde 550 850 C ye kadar vakumda 1600 C ye kadarkullanilabilir ancak bor oksit icerigi nedeniyle suya karsi hassastir HBR sinifi bir kalsiyum borat baglayici kullanir ve 1600 C HBC ve HBT siniflari baglayici icermez ve 3000 C ye kadar kullanilabilir Bor nitrur nanotabakalari h BN kimyasal buhar biriktirme duzeneginde borazinin 1100 C sicaklikta katalitik ayrismasiyla biriktirilebilir yaklasik 10cm2 a kadar olan alanlarda Altigen atomik yapilari grafenle kucuk kafes uyumsuzlugu 2 ve yuksek tekduzelikleri sayesinde grafen tabanli cihazlar icin substrat olarak kullanilirlar BN nano tabakalari ayrica mukemmel proton iletkenleridir Yuksek elektriksel direncle birlesen yuksek proton tasima hizlari yakit hucrelerinde ve su elektrolizinde uygulamalara yol acabilir h BN 2000 lerin ortalarindan beri genellikle moly olarak adlandirilan molibden disulfit kaplamaya alternatif olarak hassas hedef tufek uygulamalarinda mermi ve delik yaglayici olarak kullanilmaktadir Etkili namlu omru ve delik temizleme arasindaki araliklari artirdigi ve ilk atis ile sonraki atislar arasindaki sapmayi azalttigi iddia edilmektedir Kubik BN Kubik bor nitrur c BN asindirici olarak yaygin sekilde kullanilmaktadir Yararliligi demir nikel ve ilgili alasimlarda yuksek sicakliklarda cozunmez elmas bu metallerde cozunur olusundan gelir Bu nedenle celigi islemek icin cok kristalli c BN asindiricilar kullanilirken aluminyum alasimlari seramikler ve tas icin elmas asindiricilar tercih edilir Yuksek sicakliklarda oksijen ile temas ettiginde BN bir bor oksit pasivasyon tabakasi olusturur Bor nitrur metal borur veya nitrurlerin ara katmanlarinin olusumu nedeniyle metallerle iyi baglanir Kesici takimlarin uclarinda kubik bor nitrur kristalleri iceren malzemeler siklikla kullanilmaktadir Taslama uygulamalari icin recine gozenekli seramik ve yumusak metaller gibi daha yumusak baglayicilar kullanilir Seramik baglayicilar da kullanilabilir Ticari urunler Borazon ve Elbor veya Cubonite adlariyla bilinir Elmasin aksine buyuk c BN topaklari basitce c BN tozlarinin nitrojen akisinda BN ayrisma sicakliginin biraz altindaki sicakliklarda tavlanmasiyla uretilebilir c BN ve h BN tozlarinin kaynasma yetenegi buyuk BN parcalarinin ucuza uretilmesine olanak tanir c BN deki yuksek termal iletkenlik ve elektrik ozdirenc kombinasyonu isi yayicilar icin idealdir Kubik bor nitrurun hafif atomlardan olusmasi kimyasal ve mekanik saglamligi onu X isini membranlari icin populer malzemelerden biri yapar dusuk kutle kucuk X isini absorpsiyonu ile sonuclanir ve iyi mekanik ozellikler ince membranlarin kullanilmasina izin vererek absorpsiyonu daha da azaltir Amorf BN Bazi yari iletken cihazlarda a BN katmanlari kullanilir ornegin MOSFET ler borazinin sezyum ile kimyasal ayrismasi veya termal kimyasal buhar biriktirme yontemleri ile hazirlanabilirler Termal CVD h BN katmanlarinin veya yuksek sicakliklarda c BN nin biriktirilmesi icin de kullanilabilir Diger bor nitrur formlariAtomik incelikte bor nitrur Altigen boron nitrur tek veya pul pul birkac atomik katman tabakasina dokulebilir Grafeninkine benzer yapisindan dolayi bazen beyaz grafen olarak adlandirilir Mekanik ozellikler Atomik incelikte bor nitrur elektriksel olarak en guclu yalitkan malzemelerden biridir Tek tabakali bor nitrurun ortalama Young modulu 0 865TPa ve kirilma mukavemeti 70 5GPa dir artan kalinlikla mukavemeti onemli olcude azalan grafenin aksine birkac tabakali bor nitrur levhalar tek tabakali bor nitrurunkine benzer bir mukavemete sahiptir Termal iletkenlik Atomik incelikte bor nitrur elektriksel yari iletken ve yalitkanlar arasinda en yuksek termal iletkenlik katsayilarindan birine oda sicakliginda 851 W mK sahiptir Az katman ici baglanti nedeniyle azaltilan kalinlikla termal iletkenligi artar Termal kararlilik Grafenin hava kararliligi net bir kalinlik bagimliligi gosterir tek katmanli grafen 250 C de oksijene karsi reaktiftir 300 C de guclu bir sekilde katkilanir ve 450 C de asindirilir bunun aksine yigin grafit 800 C ye kadar oksitlenmez Atomik incelikte bor nitrur grafenden cok daha iyi oksidasyon direncine sahiptir Tek katmanli bor nitrur havada 700 C ye kadar oksitlenmez ve 850 C ye kadar dayanabilir iki katmanli ve uc katmanli boron nitrur nano tabakalar biraz daha yuksek oksidasyon baslangic sicakliklarina sahiptir Mukemmel termal kararlilik gaz ve siviya karsi yuksek gecirimsizlik ve elektrik yalitimi metallerin ve siyah fosfor gibi diger iki boyutlu 2D malzemelerin yuzey oksidasyonu ve korozyonunu onlemek icin atomik incelikte bor nitruru potansiyel kaplama malzemeleri yapar Daha iyi yuzey adsorpsiyonu Atomik incelikte bor nitrurun altigen bor nitrur yiginindan daha iyi yuzey adsorpsiyon yeteneklerine sahip oldugu bulunmustur Ince bor nitrur molekullerin yuzey adsorpsiyonu uzerine konformasyonel degisikliklerle adsorpsiyon enerjisi ve verimini arttirir BN nanotabakalarin atomik kalinliginin yuksek esnekliginin daha guclu yuzey adsorpsiyon kapasitesinin elektriksel yalitiminin gecirimsizliginin yuksek termal ve kimyasal kararliliginin sinerjik etkisi iki dereceye kadar artirabilir ve bu arada diger malzemelerle elde edilemeyen uzun vadeli kararlilik ve olaganustu yeniden kullanilabilirlik elde edebilir Dielektrik ozellikler Atomik kalinlikta altigen bor nitrur grafen molibden disulfid MoS2 ve diger bircok 2B malzeme tabanli elektronik ve fotonik cihazlar gibi mukemmel bir dielektrik malzemedir Elektrik kuvvet mikroskobu atomik incelikte bor nitrurdeki elektrik alan taramasi ilk prensip hesaplamalari tarafindan ortaya cikarilan birkac katmanli bor nitrur icindeki elektrik alaninin duzgun bozulmasiyla uyumlu olan kalinliga zayif bir bagimlilik gosterir Raman ozellikleri Raman spektroskopisi cesitli 2B malzemeleri incelemek icin yararli bir arac olmustur ve yuksek kaliteli atomik incelikte boron nitrurun Raman imzasi ilk olarak Gorbachev ve arkadaslariyla Li ve ark tarafindan rapor edilmistir 2011 Ancak tek tabakali boron nitrurun bildirilen iki Raman sonucu birbiriyle uyusmuyordu Bu nedenle Cai ve digerleri atomik olarak ince bor nitrurun icsel Raman spektrumunu ortaya cikarmak icin sistematik calismalar yurutmustur Bir substrat ile etkilesime girmeyen atomik olarak ince bor nitrurun toplu altigen boron nitrurunkine benzer bir G bandi frekansina sahip oldugunu ancak substrat tarafindan induklenen susun Raman kaymalarina neden olabilecegini ortaya koymaktadir Bununla birlikte atomik olarak ince bor nitrurun G bandinin Raman yogunlugu tabaka kalinligini ve numune kalitesini tahmin etmek icin kullanilabilir Taramali tunelleme mikroskobu ile gozlemlenen BN nanomesh Her halkanin merkezi gozeneklerin merkezine karsilik gelirUst sikloheksanin BN aerojel tarafindan emilmesi Sikloheksan Sudan II kirmizi boyasi ile boyanmistir ve su uzerinde yuzmektedir Alt havada yandiktan sonra aerojelin yeniden kullanimi Bor nitrur nanoagi Bor nitrur nanomesh nanoyapili iki boyutlu bir malzemedir Temiz bir rodyum veya rutenyum yuzeyinin ultra yuksek sicaklik ve vakum altinda borazine maruz birakilmasiyla duzenli bir ag olusturan tek bir BN katmanindan olusur Nanomesh altigen gozeneklerin bir araya gelmesi gibi gorunuyor Iki gozenek merkezi arasindaki mesafe 3 2 nm ve gozenek capi 2 nmdir Bu malzeme icin diger terimler boronitren veya beyaz grafendir Bor nitrur nanomesh yalnizca vakum hava ve bazi sivilar altinda ayrismaya karsi degil ayni zamanda 800 C ye kadar sicakliklarda kararlidir Ek olarak nanomesh gozeneklere benzer boyutlara sahip olan molekulleri ve metalik kumeleri yakalayarak iyi duzenlenmis bir dizi olusturmak icin olaganustu bir yetenek gosterir Bu ozellikler nanomesh in kataliz yuzey islevsellestirme spintronik kuantum hesaplama ve sabit diskler gibi veri depolama ortamlari gibi alanlarda ilginc uygulamalari vadediyor BN nanotupler seluloz karbon buckypaper ve BN nanotube buckypaper dan yapilan bu karsilastirmali ucak testinde gosterildigi gibi aleve dayaniklidir Bor nitrur nanotupler Bor nitrur tubulleri ilk olarak 1989 yilinda Shore ve Dolan tarafindan yapilmistir Calismanin 1989 yilinda patenti alinmis tezin ardindan 1993 yilinda Science ta yayinlanmistir 1989 calismasi ayni zamanda B trikloroborazin ve sezyum metali ile amorf BN nin ilk hazirlanmasiydi Bor nitrur nanotupleri 1994 yilinda tahmin edilmis 1995 yilinda deneysel olarak kanitlanmistir Rulo haline getirilmis bir h bor nitrur tabakasi olarak hayal edilebilirler Yapisal olarak karbon nanotupun yakin bir analogudur yani karbon atomlarinin donusumlu olarak nitrojen ve bor atomlari ile ikame edilmesi disinda birkac ila yuz nanometre capinda ve birkac mikrometre uzunlugunda uzun bir silindirdir Bununla birlikte BN nanotuplerin ozellikleri cok farklidir karbon nanotupler yuvarlanma yonu ve yaricapa bagli olarak metalik veya yari iletken olabilirken bir BN nanotup temel olarak tup kiralitesi ve morfolojisinden bagimsiz olarak 5 5 eV bant araligina sahip bir elektrik yalitkanidir Ek olarak katmanli bir BN yapisi grafitli bir karbon yapisindan cok daha termal ve kimyasal olarak kararlidir Bor nitrur aerojel Bor nitrur aerojel oldukca gozenekli BN den yapilmis bir aerojeldir Tipik olarak deforme olmus BN nanotupleri ve nanotabakalarin bir karisimindan olusur 0 6 mg cm3 kadar dusuk bir yogunluk ve 1050 m2 g kadar yuksek bir spesifik yuzey alanina sahip olabilir ve ve bu nedenle emici katalizor destegi ve gaz depolama ortami olarak potansiyel uygulamalara sahiptir BN aerojelleri oldukca hidrofobiktir ve agirliklarinin 160 katina kadar yag emebilir 1200 C ye kadar sicakliklarda havadaki oksidasyona karsi direnclidirler ve bu nedenle emilen yag alevle yakildiktan sonra tekrar kullanilabilir BN aerojelleri sablon destekli kimyasal buhar biriktirme ile besleme gazi olarak borazin kullanilarak hazirlanabilir BN iceren kompozitler Silisyum nitrur seramiklere bor nitrur eklenmesi malzemenin termal sok direncini arttirir Silisyum nitrur ayni amacla alumina ve titanyum nitrur alumina seramiklerine de BN eklenir BN ile takviye edilen diger malzemeler arasinda alumina ve zirkonya borosilikat camlar cam seramikler emayeler ve titanyum borur bor nitrur titanyum borur aluminyum nitrur bor nitrur ve silisyum karbur bor nitrur bilesimi ile kompozit seramikler bulunur Saglik sorunlariBor nitrur yaninda Si3 N4 NbN ve BNC nin zayif fibrojenik aktivite gosterdigi ve partikul formunda solundugunda pnomokonyoza neden oldugu bildirilmistir Metal olmayan nitrurler icin tavsiye edilen maksimum konsantrasyon BN icin 10 ve AlN veya ZrN icin 4 mg m3 tur Notlar Here wetting refers to the ability of a molten metal to keep contact with solid BNKaynakca a b Brazhkin 2019 Myths about new ultrahard phases Why materials that are significantly superior to diamond in elastic moduli and hardness are impossible Journal of Applied Physics 125 13 130901 arXiv 1811 09503 2 doi 10 1063 1 5082739 Kawaguchi M ve digerleri 2008 Electronic Structure and Intercalation Chemistry of Graphite Like Layered Material with a Composition of BC6N Journal of Physics and Chemistry of Solids 69 5 6 1171 doi 10 1016 j jpcs 2007 10 076 Silberberg M S 2009 Chemistry The Molecular Nature of Matter and Change 5th New York McGraw Hill s 483 ISBN 978 0 07 304859 8 Griggs Jessica 13 Mayis 2014 New Scientist 26 Eylul 2015 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 12 Ocak 2018 Delhaes P 2001 Graphite and Precursors CRC Press ISBN 978 9056992286 a b Ioffe Institute Database 15 Kasim 2002 tarihinde kaynagindan arsivlendi Zedlitz R 1996 Properties of Amorphous Boron Nitride Thin Films Journal of Non Crystalline Solids 198 200 Part 1 403 doi 10 1016 0022 3093 95 00748 2 Henager C H Jr 1993 Thermal Conductivities of Thin Sputtered Optical Films Applied Optics 32 1 91 101 doi 10 1364 AO 32 000091 PMID 20802666 6 Aralik 2022 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 25 Temmuz 2023 Weissmantel S 1999 Microstructure and Mechanical Properties of Pulsed Laser Deposited Boron Nitride Films Diamond and Related Materials 8 2 5 377 doi 10 1016 S0925 9635 98 00394 X a b c d e Landolt Bornstein Group VIII Advanced Materials and Technologies Powder Metallurgy Data Refractory Hard and Intermetallic Materials 2A2 Berlin Springer 2002 ss 118 139 ISBN 978 3 540 42961 6 Su C 2022 Tuning colour centres at a twisted hexagonal boron nitride interface Nature Materials 21 8 896 902 doi 10 1038 s41563 022 01303 4 PMID 35835818 25 Subat 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 25 Temmuz 2023 Crane T P 2000 Magnetic Relaxation Properties of Helium 3 Adsorbed on Hexagonal Boron Nitride Physical Review B 62 17 11359 doi 10 1103 PhysRevB 62 11359 Pan Z ve digerleri 2009 Harder than Diamond Superior Indentation Strength of Wurtzite BN and Lonsdaleite Physical Review Letters 102 5 055503 doi 10 1103 PhysRevLett 102 055503 PMID 19257519 Tian Yongjun ve digerleri 2013 Ultrahard nanotwinned cubic boron nitride Nature 493 7432 385 8 doi 10 1038 nature11728 PMID 23325219 a b c d e Engler M 2007 Hexagonal Boron Nitride hBN Applications from Metallurgy to Cosmetics PDF Cfi Ber DKG 84 D25 ISSN 0173 9913 13 Haziran 2013 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 25 Temmuz 2023 Watanabe K 2004 Direct Bandgap Properties and Evidence for Ultraviolet Lasing of Hexagonal Boron Nitride Single Crystal Nature Materials 3 6 404 9 doi 10 1038 nmat1134 PMID 15156198 Taniguchi T ve digerleri 2002 Ultraviolet Light Emission from Self Organized p n Domains in Cubic Boron Nitride Bulk Single Crystals Grown Under High Pressure Applied Physics Letters 81 22 4145 doi 10 1063 1 1524295 Dreger Lloyd H ve digerleri 1962 Sublimation and Decomposition Studies on Boron Nitride and Aluminum Nitride The Journal of Physical Chemistry 66 8 1556 doi 10 1021 j100814a515 Wentorf R H 1957 Cubic Form of Boron Nitride The Journal of Chemical Physics 26 4 956 doi 10 1063 1 1745964 Lan J H ve digerleri 2009 Thermal Transport in Hexagonal Boron Nitride Nanoribbons Physical Review B 79 11 115401 doi 10 1103 PhysRevB 79 115401 Thermal Conductivity and Thermal Rectification in Graphene Nanoribbons A Molecular Dynamics Study Nano Letters 9 7 2730 5 2009 arXiv 1008 1300 2 doi 10 1021 nl901231s PMID 19499898 Ouyang 2010 Thermal Transport in Hexagonal Boron Nitride Nanoribbons Nanotechnology 21 24 245701 doi 10 1088 0957 4484 21 24 245701 PMID 20484794 Dobrzhinetskaya L F ve digerleri 2013 Qingsongite IMA 2013 030 CNMNC Newsletter 16 2708 20 Agustos 2013 tarihinde kaynagindan arsivlendi 21 Mart 2011 15 Mart 2013 tarihinde kaynagindan arsivlendi a b Rudolph S 2000 American Ceramic Society Bulletin 79 50 6 Mart 2012 tarihinde kaynagindan arsivlendi 12 Aralik 2007 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 6 Haziran 2009 a b Mirkarimi P B ve digerleri 1997 Review of Advances in Cubic Boron Nitride Film Synthesis Materials Science and Engineering R Reports 21 2 47 100 doi 10 1016 S0927 796X 97 00009 0 25 Subat 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 25 Temmuz 2023 Paine Robert T 1990 Synthetic Routes to Boron Nitride Chemical Reviews 90 73 91 doi 10 1021 cr00099a004 Tornieporth Oetting I 1990 Nitrogen Triiodide Angewandte Chemie International Edition 29 6 677 679 doi 10 1002 anie 199006771 Housecroft Catherine E Sharpe Alan G 2005 Inorganic Chemistry 2d Pearson education s 318 ISBN 978 0 13 039913 7 Yazar eksik soyadi1 yardim Solozhenko V L ve digerleri 2002 In situ Studies of Boron Nitride Crystallization from BN Solutions in Supercritical N H Fluid at High Pressures and Temperatures Physical Chemistry Chemical Physics 4 21 5386 doi 10 1039 b206005a Doll G L ve digerleri 1989 Intercalation of Hexagonal Boron Nitride with Potassium Journal of Applied Physics 66 6 2554 doi 10 1063 1 344219 Dai Bai Qing 2003 A DFT Study of hBN Compared with Graphite in Forming Alkali Metal Intercalation Compounds Materials Chemistry and Physics 78 2 304 doi 10 1016 S0254 0584 02 00205 5 Wentorf R H Jr March 1961 Synthesis of the Cubic Form of Boron Nitride Journal of Chemical Physics 34 3 809 812 doi 10 1063 1 1731679 a b Vel L ve digerleri 1991 Cubic Boron Nitride Synthesis Physicochemical Properties and Applications Materials Science and Engineering B 10 2 149 doi 10 1016 0921 5107 91 90121 B Fukunaga O 2002 Science and Technology in the Recent Development of Boron Nitride Materials Journal of Physics Condensed Matter 14 44 10979 doi 10 1088 0953 8984 14 44 413 Komatsu T ve digerleri 1999 Creation of Superhard B C N Heterodiamond Using an Advanced Shock Wave Compression Technology Journal of Materials Processing Technology 85 1 3 69 doi 10 1016 S0924 0136 98 00263 5 Soma T ve digerleri 1974 Characterization of Wurtzite Type Boron Nitride Synthesized by Shock Compression Materials Research Bulletin 9 6 755 doi 10 1016 0025 5408 74 90110 X a b c Greim Jochen Schwetz Karl A 2005 Boron Carbide Boron Nitride and Metal Borides Ullmann s Encyclopedia of Industrial Chemistry Weinheim Wiley VCH doi 10 1002 14356007 a04 295 pub2 ISBN 978 3527306732 Yazar eksik soyadi1 yardim Davis R F 1991 III V Nitrides for Electronic and Optoelectronic Applications Proceedings of the IEEE 79 5 702 712 doi 10 1109 5 90133 Pan 1 Ocak 2017 Coexistence of Grain Boundaries Assisted Bipolar and Threshold Resistive Switching in Multilayer Hexagonal Boron Nitride Advanced Functional Materials 27 10 1604811 doi 10 1002 adfm 201604811 2D h BN based RRAM devices 2016 IEEE International Electron Devices Meeting IEDM 1 Aralik 2016 ss 34 8 1 34 8 4 doi 10 1109 IEDM 2016 7838544 ISBN 978 1 5090 3902 9 Schein L B 1988 Electrophotography and Development Physics Physics Today Springer Series in Electrophysics 14 Berlin Springer Verlag ss 66 68 doi 10 1063 1 2811250 ISBN 9780387189024 Harper Charles A 2001 Handbook of Ceramics Glasses and Diamonds McGraw Hill ISBN 978 0070267121 Park 2014 Large Area Monolayer Hexagonal Boron Nitride on Pt Foil ACS Nano 8 8 8520 8 doi 10 1021 nn503140y PMID 25094030 Hu S ve digerleri 2014 Proton transport through one atom thick crystals Nature 516 7530 227 230 arXiv 1410 8724 2 doi 10 1038 nature14015 PMID 25470058 AccurateShooter com 8 Eylul 2014 10 Eylul 2014 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 28 Aralik 2015 Manufacturing Processes Reference Guide Industrial Press Inc 1994 ss 43 48 ISBN 978 0 8311 3049 7 22 Ocak 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 20 Nisan 2022 Hyperion Materials amp Technologies 23 Haziran 2021 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 21 Haziran 2022 El Khakani M A 1993 Physical Properties of the X Ray Membrane Materials Journal of Vacuum Science and Technology B 11 6 2930 2937 doi 10 1116 1 586563 Schmolla W 1985 Positive Drift Effect of BN InP Enhancement N Channel MISFET International Journal of Electronics 58 35 doi 10 1080 00207218508939000 Li 2016 Atomically Thin Boron Nitride Unique Properties and Applications Advanced Functional Materials 26 16 2594 2608 arXiv 1605 01136 2 doi 10 1002 adfm 201504606 Falin 22 Haziran 2017 Mechanical properties of atomically thin boron nitride and the role of interlayer interactions Nature Communications 8 15815 arXiv 2008 01657 2 doi 10 1038 ncomms15815 PMC 5489686 2 PMID 28639613 Cai 2019 High thermal conductivity of high quality monolayer boron nitride and its thermal expansion Science Advances Ingilizce 5 6 eaav0129 arXiv 1903 08862 2 doi 10 1126 sciadv aav0129 ISSN 2375 2548 PMC 6555632 2 PMID 31187056 a b Li 2015 Dielectric Screening in Atomically Thin Boron Nitride Nanosheets Nano Letters 15 1 218 223 arXiv 1503 00380 2 doi 10 1021 nl503411a PMID 25457561 a b Li 2014 Strong Oxidation Resistance of Atomically Thin Boron Nitride Nanosheets ACS Nano 8 2 1457 1462 arXiv 1403 1002 2 doi 10 1021 nn500059s PMID 24400990 Li 2014 Nanosheets Boron Nitride Nanosheets for Metal Protection Adv Mater Interfaces 8 2014 Advanced Materials Interfaces 1 8 n a doi 10 1002 admi 201470047 Liu 4 Ekim 2013 Ultrathin high temperature oxidation resistant coatings of hexagonal boron nitride Nature Communications 4 1 2541 doi 10 1038 ncomms3541 PMID 24092019 Chen 23 Haziran 2015 High quality sandwiched black phosphorus heterostructure and its quantum oscillations Nature Communications 6 1 7315 arXiv 1412 1357 2 doi 10 1038 ncomms8315 PMC 4557360 2 PMID 26099721 Cai 29 Agustos 2016 Molecule Induced Conformational Change in Boron Nitride Nanosheets with Enhanced Surface Adsorption Advanced Functional Materials 26 45 8202 8210 arXiv 1612 02883 2 doi 10 1002 adfm 201603160 Cai 20 Mayis 2016 Inside Back Cover Boron Nitride Nanosheets Improve Sensitivity and Reusability of Surface Enhanced Raman Spectroscopy Angew Chem Int Ed 29 2016 Angewandte Chemie International Edition 55 29 8457 doi 10 1002 anie 201604295 Cai 14 Haziran 2016 Boron Nitride Nanosheet Veiled Gold Nanoparticles for Surface Enhanced Raman Scattering ACS Applied Materials amp Interfaces 8 24 15630 15636 arXiv 1606 07183 2 doi 10 1021 acsami 6b04320 PMID 27254250 Gorbachev 7 Ocak 2011 Hunting for Monolayer Boron Nitride Optical and Raman Signatures Small 7 4 465 468 arXiv 1008 2868 2 doi 10 1002 smll 201001628 PMID 21360804 Cai 2017 Raman signature and phonon dispersion of atomically thin boron nitride Nanoscale 9 9 3059 3067 arXiv 2008 01656 2 doi 10 1039 c6nr09312d PMID 28191567 8 Nisan 2019 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 25 Temmuz 2023 a b Song 2015 Ultralight boron nitride aerogels via template assisted chemical vapor deposition Scientific Reports 5 10337 doi 10 1038 srep10337 PMC 4432566 2 PMID 25976019 a b c Corso M ve digerleri 2004 Boron Nitride Nanomesh Science 303 5655 217 220 doi 10 1126 science 1091979 PMID 14716010 a b Goriachko A ve digerleri 2007 Self Assembly of a Hexagonal Boron Nitride Nanomesh on Ru 0001 Langmuir 23 6 2928 2931 doi 10 1021 la062990t PMID 17286422 Graphene and Boronitrene White Graphene 28 Mayis 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde physik uni saarland de Bunk O ve digerleri 2007 Surface X Ray Diffraction Study of Boron Nitride Nanomesh in Air Surface Science 601 2 L7 L10 doi 10 1016 j susc 2006 11 018 26 Subat 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 25 Temmuz 2023 a b Berner S ve digerleri 2007 Boron Nitride Nanomesh Functionality from a Corrugated Monolayer Angewandte Chemie International Edition 46 27 5115 5119 doi 10 1002 anie 200700234 PMID 17538919 Widmer R ve digerleri 2007 Electrolytic in situ STM Investigation of h BN Nanomesh PDF Electrochemical Communications 9 10 2484 2488 doi 10 1016 j elecom 2007 07 019 9 Ekim 2022 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi nanomesh ch 4 Mayis 2006 tarihinde kaynagindan arsivlendi Kim 2015 Polymer nanocomposites from free standing macroscopic boron nitride nanotube assemblies RSC Adv 5 51 41186 doi 10 1039 C5RA02988K Rubio A ve digerleri 1994 Theory of Graphitic Boron Nitride Nanotubes Physical Review B 49 7 5081 5084 doi 10 1103 PhysRevB 49 5081 PMID 10011453 25 Subat 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 25 Temmuz 2023 Chopra N G ve digerleri 1995 Boron Nitride Nanotubes Science 269 5226 966 7 doi 10 1126 science 269 5226 966 PMID 17807732 Blase X ve digerleri 1994 Stability and Band Gap Constancy of Boron Nitride Nanotubes Europhysics Letters EPL 28 5 335 doi 10 1209 0295 5075 28 5 007 Han Wei Qiang ve digerleri 2002 Transformation of BxCyNz Nanotubes to Pure BN Nanotubes PDF Applied Physics Letters 81 6 1110 doi 10 1063 1 1498494 5 Mayis 2006 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 25 Temmuz 2023 Golberg 2007 Boron Nitride Nanotubes Advanced Materials 19 18 2413 doi 10 1002 adma 200700179 Lee S M 1992 Handbook of Composite Reinforcements John Wiley and Sons ISBN 978 0471188612