Azotek boru

Azotek boru

układ heksagonalny układ regularny
układ wurcytu(inne języki)
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	BN
Masa molowa	24,82 g/mol
Identyfikacja
Numer CAS	10043-11-5
PubChem	66227
InChI InChI=1S/BN/c1-2 InChIKey PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość 2,29 g/cm³[1]; ciało stałe
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2012-02-07] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanego źródła[1] Uwaga Zwroty H H319, H335 Zwroty P P261, P305+P351+P338 Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie podanego źródła[1] Drażniący (Xi) Zwroty R R36/37 Zwroty S S26, S36 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[2] 0 0 0   Numer RTECS ED7800000
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Multimedia w Wikimedia Commons

Azotek boru, BN – nieorganiczny związek chemiczny boru i azotu. Po raz pierwszy został otrzymany w 1842 roku. Podobnie jak diament, azotek boru może zostać wytworzony w taki sposób, aby miał własności półprzewodnikowe.

W zależności od ciśnienia i temperatury azotek boru może występować w trzech strukturach krystalicznych: heksagonalnej (hBN), regularnej (cBN) i wurtzytowej (wBN)^[3]:

• Azotek boru heksagonalny (hBN, α-BN), znany również jako "biały grafit", ma strukturę warstwową, jest izolatorem elektrycznym i charakteryzuje się wysoką przewodnością cieplną.

Zastosowania: lubrykanty wysokotemperaturowe, materiały do rozpraszania ciepła w urządzeniach elektronicznych, elementy izolacyjne w piecach próżniowych.

• Azotek boru regularny (borazon, elbor, cBN, c-BN, β-BN) ma strukturę podobną do diamentu; cechuje się dużą twardością oraz stabilnością termiczną i chemiczną^[3]. Został wytworzony po raz pierwszy w 1957 roku przez R.H. Wentorfa w USA, za pomocą aparatury stosowanej do uzyskiwania syntetycznych diamentów^[4]. Twardość kryształów borazonu oceniana jest na 90 do 95% twardości diamentów, charakteryzuje się on jednak większą odpornością chemiczną i może być stosowany do obróbki żelaza. Ma też znacznie większą odporność termiczną. Jego największą wadą jest cena – średnio o 30% wyższa niż diamentu^{[potrzebny przypis]}.

Zastosowania: materiały ścierne, narzędzia skrawające, elementy do pracy w ekstremalnych warunkach temperaturowych i środowiskowych^[3]. Wykorzystywany jest zwłaszcza do obróbki ściernej o wysokich prędkościach, np. do szlifowania i cięcia stali hartowanych. W przeciwieństwie do narzędzi diamentowych nie rozkłada się pod wpływem temperatury (powinowactwo chemiczne węgla – pod każdą postacią, diamentu też – do żelaza w stali). Borazon jest co prawda bardziej miękki od diamentu (5000 HV30 – borazon, 8000–10000 HV30 – diament), ale nie traci mocno na twardości podczas ogrzewania (do ok. 1500 °C), dlatego jest używany do szlifowania węglików i diamentów w wysokich temperaturach^{[potrzebny przypis]}.

• Azotek boru wurtzytowy (wBN) to bardzo rzadka forma, powstająca pod wysokim ciśnieniem; może być twardszy niż diament.

Potencjalne zastosowania: badania materiałów o najwyższej twardości, aplikacje wysokociśnieniowe, powłoki ochronne o wysokiej wydajności.

Do otrzymywania azotku boru używa się tlenku boru(III) i azotu atmosferycznego. Reakcja zachodzi w wysokich temperaturach i wymaga obecności Ca
3(PO
4)
2 jako katalizatora. Zamiast azotu może zostać użyty amoniak. Powstaje przy tym bezbarwna forma heksagonalna (alfa), o strukturze analogicznej do struktury grafitu i podobnych własnościach fizycznych. Można z niej uzyskać formę beta (borazon), przez ogrzanie do ok. 1750 °C, przy ciśnieniu 70 kbar i obecności azotku litu.