Нитрид бора и его физико-химические свойства

    Дисциплина: Химия и физика
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Нитрид бора и его физико-химические свойства

    СОДЕРЖАНИЕ:
    ВВЕДЕНИЕ:
    ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
    ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРИДА БОРА (куб.)
    СВОЙСТВА БОРАЗОНА
    ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
    ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
    ПРИМЕНЕНИЕ БОРАЗОНА.
    РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ.
    ВЫВОДЫ.
    ЛИТЕРАТУРА.
    ВВЕДЕНИЕ:
    Группа полупроводниковых соединений типа A
    на основе бора - одна из наименее изученных среди полупроводниковых соединений с алмазоподобной структурой.
    Однако эти соединения представляют большой интерес из-за их высокой химической стойкости, большой ширины запрещённой зоны и других специфических свойств.
    Эти свойства обусловлены особым положением бора в периодической системе.
    Бор принадлежит к тем элементам второго ряда периодической системы, атомы которых характеризуются наиболее прочными связями. Бор – проводник весьма тугоплавкий (~2300
    0С) и твёрдый (~3000кг/мм
    2).Всё это даёт основание полагать, что, соединения типа
    на основе бора будут обладать интересными свойствами.
    Общая характеристика
    кубического нитрида бора (боразона)
    Нитрид бора
    электронный аналог углерода. Как химическое соединение он известен уже свыше 100 лет. Различные способы позволяют получать нитрид бора в гексагональной структуре, имеющей очень
    большое сходство со структурой графита. Это позволяет предполагать, что возможна кристаллизация нитрида бора и в другой структуре, сходной со структурой второй модификации углерода-
    алмаза.
    Первые сведения о получении кубической модификации
    были опубликованы в 1957г.
    Причина такого «запоздалого» получения кубического нитрида бора становится ясной, если попытаться распространить аналогию между углеродом и нитридом бора на физико-химические
    свойства этих материалов. Алмаз термодинамически устойчив лишь при сверхвысоких давлениях. В отсутствии сверхвысоких давлений стабильной формой существования углерода является
    гексагональная модификация этого вещества - графит. Поэтому можно было ожидать, что и в случае нитрида бора стабильной фазой при относительно невысоких давлениях будет гексагональная
    форма
    получение кубической модификации этого соединения потребует использование техники сверхвысоких давлений. Неудивительно поэтому, что получение кубического нитрида
    бора стало возможно лишь во второй половине 50-х годов, когда техника сверхвысоких давлений развилась настолько, что позволила получать давления в сотни тысяч атмосфер при температурах
    в несколько тысяч градусов. Необходимость создания высоких температур для осуществления аллотропического перехода гексагонального нитрида бора в кубический, так же как и в случае
    перехода, графит – алмаз, связана с тем, что при относительно низких температурах такой переход «заморожен», то есть протекает с настолько малой скоростью, что практически невозможен.
    Приведённые выше теоретические соображения были подтверждены главным образом
    в работах
    Венторфа. Автору удалось, используя технику сверхвысоких давлений, получить нитрид бора
    в структуре цинковой обманки. Этот кубический нитрид бора получил название «боразон».
    Основные методы получения боразона
    (кубического нитрида бора).
    Описанные в литературе методы получения кубического нитрида бора можно разделить на три группы. Первая группа включает металлы, в которых также используют сверхвысокое давление
    и аллотропический переход в присутствии катализаторов.
    (гексаг.)
    (куб.)
    Ко второй группе относятся металлы, в которых также используют сверхвысокое давление, однако в основе их лежит не аллотропическое превращение нитрида бора, а определённая
    химическая реакция.
    Наконец третья группа – получение кубического нитрида бора при явлениях, близких к нормальному.
    Высокое давление, необходимое для реализации двух первых методов, создают с помощью аппаратуры, которую применяют для получения искусственных алмазов. Образец, состоящий из
    исходного продукта и добавленного к нему катализатора, нагревают с помощью тока, проходящего по нагревательной трубке из графита, тантала и др., расположенной в реакционной
    камере.
    Реакционный сосуд, помещаемый в камеру высокого давления, приведён на рис. 1. Сосуд имеет высоту 11,5 мм и диаметр ~ 9 мм.
    С помощью такой техники возможны процессы при давлениях в 100.000 атм. И температуре до 2500
    Схема блока, загружаемого в камеру высокого давления.
    диск из тантала или титана;
    нагревательная трубка;
    куски «катализатора»;
    гексагональный нитрид бора;
    изолирующий пирофиллит.
    Процесс аллотропического превращения
    (гексаг.)
    (куб.)
    заключается в выдерживании гексагонального нитрида бора (с добавкой катализатора) при высоких температурах и давлениях. Постепенно температуру уменьшают до «замораживания»
    превращения, после чего давление понижается до атмосферного.
    Получение исходного продукта – гексагонального нитрида бора – не представляет особых трудностей.
    Естественно, что в первых опытах по получению боразона, Венторф
    пытался облегчить аллотропическое превращение
    (гексаг.)
    (куб.)
    Процесс аллотропического превращения BN (гекс.) -> BN (куб.) заключается в выдерживании гексагонального нитрида бора ( с добавкой катализатора ) при высоких температурах и давлениях.
    Постепенно температуру уменьшают до ’’замораживания’’ превращения, после чего давление понижается до атмосферного.
    Получение исходного продукта гексанального нитрида бора – не предоставляет особых трудностей.
    Естественно, что в первых опытах по получению боразона Венторф пытался облегчить аллотропическое превращение BN (гекс.) -> BN (куб.), используя в качестве ’’катализирующих
    добавок’’ переходные металлы (железо, никель, марганец), т.е. те ’’катализаторы,’’? которые оказались эффективными в случае превращения графит -> алмаз.
    Однако даже при давлении в 100000 атм. И температурах более 2000 ...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены