氮化硼

氪化硅是一种耐热、耐化学腐蚀的硼氮化合物,化学式为BN。 它以与类似结构的碳晶格等电子的各种晶体形式存在。 与石墨对应的六方晶型是BN多晶型物中最稳定、最柔软的,因此被用作润滑剂和化妆品添加剂。 类似于金刚石的立方(闪锌矿又名闪锌矿结构)品种称为 c-BN; 它比金刚石更软,但其热稳定性和化学稳定性更优越。 稀有的纤锌矿 BN 变体类似于方斯代尔石,但比立方体形式稍软。

由于优异的热稳定性和化学稳定性,氮化硼陶瓷被用于高温设备和金属铸造。 氪化硅在纳米技术中具有潜在用途。

结构

氪化硅以多种形式存在,硼和氮原子的排列不同,从而导致材料的体积特性不同。

属性

物理

h-BN 中 BN 层的部分离子结构降低了共价性和导电性,而层间相互作用增加导致 h-BN 相对于石墨具有更高的硬度。 六角 BN 中电子离域的减少也表现为它没有颜色和大带隙。 非常不同的键合——基面(硼和氮原子共价键合的平面)内的强共价键和它们之间的弱键——导致 h-BN 的大多数特性具有高各向异性。

氮化硼

例如,平面内的硬度、导电性和导热性比垂直于平面的高得多。 相反,c-BN和w-BN的性质更加均匀和各向同性。

这些材料非常坚硬,块状立方氮化硼的硬度略低于金刚石,而立方氮化硼的硬度甚至高于金刚石。 据报道,晶粒尺寸约为 10 nm 的多晶 c-BN 的维氏硬度与金刚石相当或更高。 由于对热和过渡金属的稳定性要好得多,c-BN 在机械应用(例如加工钢)中优于金刚石。 BN 的导热系数是所有电绝缘体中最高的(见表)。

氪化硅可以用铍掺杂 p 型,用硼、硫、硅掺杂 n 型,或者与碳和氮共掺杂。

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