Bornitrido
Bornitrido aŭ bora nitrido (kun kemia formulo BN) estas bor-nitrogena kemia kombinaĵo, kiu ekzistas en 4 modifaĵoj.
La kubforma β-bornitrido (borazono) estas dura materialo kun duona dureco ol tiu de diamanto. Ĝi gravas ĉefe kiel akrigaĵo ĉe prilaboro de ŝtalo, ĉar ĝi – male al diamanto – ne povas fordoni karbonon je temperatura influo al la ŝtalo (karbido). Sinteza aŭ natura diamanto uzatas kiel akrigaĵo por durmetaloj (volframkarbid-kobalta "alojo"), glaso kaj naturŝtono.
Oni uzas kuban bornitridon (kBN) kiel ekonomie plej efikan akrigaĵon por ŝtalo (plej bone ekde 55 Rc).
La grafitsimilaj heksagonalaj modifaĵoj de bornitrido uzatas kiel lubrikaĵoj ("neorganika grafito"). Ĉe alta temperaturo kaj granda premo transformiĝas ĝi de la heksagonala en la kuba modifaĵo, analoge al transformiĝo de grafito al diamanto. Ambaŭaj bornitrid-modifaĵoj estas senfinaj kaj ne kondukas kurenton.
Al la bornitrido estas tre simila la titankarbido kaj titannitrido.
Strukturo
[redakti | redakti fonton]Bora nitrido ekzistas en pluraj formoj, kiuj malsamas laŭ la aranĝo de la boraj kaj nitrogenaj atomoj, kaŭzante diversajn grocajn ecojn de la materialo.
Seslatera formo (h-BN)
[redakti | redakti fonton]La plej stabila kristala formo estas la seslatera, ankaŭ nomata h-BN, α-BN, g-BN[1], grafita bora nitrido kaj "blanka grafeno". Seslatera bora nitrido (punkta grupo = D3h; spaca grupo = P63/mmc) havas tavoligitan strukturon similan al grafito. Ene de ĉiu tavolo, boraj kaj nitrogenaj atomoj estas ligitaj per fortaj kovalentaj ligoj, dum la tavoloj estas tenataj kune per malfortaj fortoj de van der Waals. La intertavola "registro" de ĉi tiuj tavoloj tamen diferencas de la padrono vidita por grafito, ĉar la atomoj estas superbrilitaj, kun boraj atomoj kuŝantaj super nitrogenaj atomoj. Ĉi tiu registro reflektas la lokan polusecon de la B-N-ligoj, same kiel la intertavolajn N-donantojn/B-akceptantojn. Simile, ekzistas multaj metastabilaj formoj konsistantaj el malsame stakigitaj politipoj. Tial, h-BN kaj grafito estas tre proksimaj najbaroj, kaj la materialo povas akcepti karbonon kiel anstataŭigan elementon por formi BNC-ojn. BC6N-hibridoj estis sintezitaj, kie karbono anstataŭigas kelkajn B- kaj N-atomojn.[2] Seslatera bornitrida unutavolo estas analoga al grafeno, havante mielĉelaran kradstrukturon de preskaŭ la samaj dimensioj. Male al grafeno, kiu estas nigra kaj elektra konduktilo, h-BN unutavolo estas blanka kaj izolilo. Ĝi estis proponita por uzo kiel atomplata izola substrato aŭ tunela dielektrika bariero en 2D elektroniko.[3]
Kuba formo (c-BN)
[redakti | redakti fonton]Kuba bornitrido havas kristalstrukturon analogan al tiu de diamanto.[1] Konforme al la fakto, ke diamanto estas malpli stabila ol grafito, la kuba formo estas malpli stabila ol la seslatera formo, sed la konverta rapido inter la du estas nekonsiderinda je ĉambra temperaturo, kiel por diamanto. La kuba formo havas la sfaleritan kristalstrukturon (spaca grupo = F43m), la saman kiel tiu de diamanto (kun ordigitaj B kaj N atomoj), kaj ankaŭ nomiĝas β-BN aŭ c-BN.
Wurtzita formo (w-BN)
[redakti | redakti fonton]La wurtzita formo de bornitrido (w-BN; punkta grupo = C6v; spaca grupo = P63mc) havas la saman strukturon kiel lonsdaleito, malofta seslatera polimorfo de karbono. Kiel en la kuba formo, la boraj kaj nitrogenaj atomoj estas grupigitaj en kvaredrojn.[4] En la wurtzita formo, la boraj kaj nitrogenaj atomoj estas grupigitaj en 6-membrajn ringojn. En la kuba formo ĉiuj ringoj estas en la seĝkonfiguracio, dum en w-BN la ringoj inter "tavoloj" estas en boatkonfiguracio. Pli fruaj optimismaj raportoj antaŭdiris, ke la wurzitformo estis tre forta, kaj estis taksita per simulado kiel eble havanta forton 18% pli fortan ol tiu de diamanto. Ĉar nur malgrandaj kvantoj de la mineralo ekzistas en la naturo, tio ankoraŭ ne estis eksperimente kontrolita.[5] Ĝia malmoleco estas 46 GPa, iomete pli malmola ol komercaj boridoj sed pli mola ol la kuba formo de bornitrido.[6]
sekurecaj preskriboj
[redakti | redakti fonton]Bornitrido, laŭ EK-direktivoj ne estas danĝera materialo (eĉ por akvo) kaj tiel oni ne povas atentigi pri tio.
- ↑ 1,0 1,1 HBN, CBN, kaj WBN: Kompara Analizo de Bornitridaj Polimorfoj. Chin Trento, Prenita la 4an de Julio 2025.
- ↑ Kawaguchi, M.; et al. (2008). "Elektronika Strukturo kaj Interkalada Kemio de Grafit-Simila Tavola Materialo kun Konsisto de BC6N". Journal of Physics and Chemistry of Solids. 69 (5–6): 1171. Bibcode:2008JPCS...69.1171K. doi:10.1016/j.jpcs.2007.10.076.
- ↑ Ba K, Jiang W, Cheng J, Bao J, et al. (2017). "Kemia kaj Bendbreĉa Inĝenierarto en Unutavola Seslatera Bora Nitrido". Scientific Reports. 7 (1): 45584. Bibcode:2017NatSR...745584B. doi:10.1038/srep45584. PMC 5377335. PMID 28367992. S2CID 22951232.
- ↑ Silberberg, M. S. (2009). Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5th ed.). New York: McGraw-Hill. p. 483. ISBN 978-0-07-304859-8.
- ↑ Griggs, Jessica (2014-05-13). "Diamanto jam ne estas la plej malmola materialo de la naturo". New Scientist. Prenite 2025-07-4.
- ↑ Brazhkin, Vadim V.; Solozhenko, Vladimir L. (2019). "Mitoj pri novaj ultramalmolaj fazoj: Kial materialoj signife pli bonaj ol diamanto laŭ elastaj moduloj kaj malmoleco estas neeblaj". Journal of Applied Physics. 125 (13): 130901. arXiv:1811.09503. Bibcode:2019JAP...125m0901B. doi:10.1063/1.5082739. S2CID 85517548.