Dull Cynhyrchu Boron Nitrid

Dull synthesis tymheredd uchel a gwasgedd uchel
Ym 1957, cafodd Wentorf BN ciwbig wedi'i syntheseiddio'n artiffisial gyntaf. Pan fo'r tymheredd yn agos at neu'n uwch na 1700 gradd a'r pwysau lleiaf yn 11 ~ 12GPa, mae boron nitrid hecsagonol pur (HBN) yn cael ei drawsnewid yn uniongyrchol i boron nitrid ciwbig (CBN). Yn ddiweddarach, canfu pobl y gall y defnydd o gatalyddion leihau'r tymheredd a'r pwysau trawsnewid yn fawr. Y catalyddion a ddefnyddir yn gyffredin yw: metelau daear alcali ac alcalïaidd, nitridau daear alcali ac alcalïaidd, fflworonitridau daear alcalïaidd, halwynau borate amoniwm a fflworidau anorganig. Yn eu plith, y tymheredd a'r pwysau sydd eu hangen ar gyfer halen amoniwm borate fel catalydd yw'r rhai isaf. Y pwysau gofynnol yw 5GPa ar 1500 gradd, ac mae'r ystod tymheredd yn 600 ~ 700 gradd pan fo'r pwysedd yn 6GPa. Gellir gweld, er y gall ychwanegu catalyddion leihau'r tymheredd a'r pwysau trawsnewid yn fawr, mae'r tymheredd a'r pwysau gofynnol yn dal yn gymharol uchel. Felly, mae'r offer ar gyfer ei baratoi yn gymhleth ac mae'r gost yn uchel, ac mae ei gymhwysiad diwydiannol yn gyfyngedig.
Dull synthesis anwedd cemegol
Ym 1979, defnyddiodd Sokolowski dechnoleg pwls plasma yn llwyddiannus i baratoi ffilm boron nitrid ciwbig (CBN) ar dymheredd isel a gwasgedd isel. Mae'r offer a ddefnyddir yn syml ac mae'r broses yn hawdd i'w gweithredu, felly mae wedi datblygu'n gyflym. Mae amrywiaeth o ddulliau dyddodi anwedd wedi dod i'r amlwg. Yn draddodiadol, mae'n cyfeirio'n bennaf at ddyddodiad anwedd cemegol thermol. Yn gyffredinol, mae'r ddyfais arbrofol yn cynnwys tiwb cwarts sy'n gwrthsefyll gwres a dyfais wresogi. Gall y swbstrad gael ei gynhesu gan ffwrnais gwresogi (wal poeth CVD) neu drwy wresogi ymsefydlu amledd uchel (wal oer CVD). Mae'r nwy adwaith yn dadelfennu ar wyneb y swbstrad tymheredd uchel, ac mae adwaith cemegol yn digwydd ar yr un pryd i adneuo'r ffilm. Mae'r nwy adwaith yn gymysgedd o BCl3 neu B2H4 a NH3.
Dull synthesis hydrothermol
Mae'r dull hwn yn defnyddio dŵr fel cyfrwng adwaith mewn amgylchedd adwaith tymheredd uchel, pwysedd uchel mewn awtoclaf, fel bod sylweddau anhydawdd neu anhydawdd fel arfer yn cael eu diddymu, a gellir ailgrisialu'r adwaith hefyd. Mae gan dechnoleg hydrothermol ddwy nodwedd. Un yw ei dymheredd cymharol isel, a'r llall yw ei fod yn cael ei wneud mewn cynhwysydd caeedig er mwyn osgoi anweddoli cydrannau. Fel dull synthesis tymheredd isel a gwasgedd isel, fe'i defnyddir i syntheseiddio boron nitrid ciwbig ar dymheredd isel.
Dull synthesis thermol bensen
Fel dull synthesis nanomaterial tymheredd isel sydd wedi dod i'r amlwg yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae synthesis thermol bensen wedi cael sylw eang. Oherwydd ei strwythur cyfun sefydlog, mae bensen yn doddydd ardderchog ar gyfer synthesis thermol toddyddion. Yn ddiweddar, fe'i datblygwyd yn llwyddiannus yn dechnoleg synthesis thermol bensen, fel y fformiwla adwaith:
BCl{0}}Li3N→BN+3LiCl
neu BBr3+Li3N→BN+3LiBr
Dim ond 450 gradd yw tymheredd yr adwaith. Gall y dechnoleg synthesis thermol bensen baratoi cyfnodau metasefydlog na ellir ond eu cael o dan amodau eithafol ac sy'n bodoli o dan bwysau uwch-uchel ar dymheredd a phwysau cymharol isel. Mae'r dull hwn yn gwireddu paratoi boron nitrid ciwbig ar dymheredd isel a gwasgedd isel. Fodd bynnag, mae'r dull hwn yn dal i fod yn y cam ymchwil arbrofol ac mae'n ddull synthesis gyda photensial cymhwyso mawr.
Technoleg hunan-lluosogi
Darperir yr egni angenrheidiol yn allanol i achosi adwaith cemegol ecsothermig iawn. Mae'r system yn adweithio'n lleol i ffurfio ffrynt adwaith cemegol (ton hylosgi). Mae'r adwaith cemegol yn mynd rhagddo'n gyflym gyda chefnogaeth y gwres a ryddheir ganddo'i hun, ac mae'r don hylosgi yn ymledu trwy'r system. Er bod y dull hwn yn ddull synthesis anorganig traddodiadol, dim ond yn y blynyddoedd diwethaf yr adroddwyd amdano ar gyfer synthesis boron nitrid.
Technoleg synthesis thermol carbon
Mae'r dull hwn yn defnyddio asid borig fel deunydd crai, carbon fel asiant lleihau, a nwy amonia i nitrid ar wyneb carbid silicon i gael boron nitrid. Mae'r cynnyrch yn burdeb uchel ac mae ganddo werth cymhwyso gwych ar gyfer paratoi deunyddiau cyfansawdd.
Technoleg sputtering trawst Ion
Gan ddefnyddio technoleg dyddodiad sputtering trawst gronynnau, ceir cynnyrch cymysg o boron nitrid ciwbig a boron nitrid hecsagonol. Er bod gan y dull hwn lai o amhureddau, mae morffoleg y cynnyrch yn anodd ei reoli oherwydd yr anhawster wrth reoli'r amodau adwaith. Mae potensial mawr o hyd ar gyfer datblygu'r dull hwn.
Dull lleihau a achosir gan laser
Gan ddefnyddio laser fel ffynhonnell ynni allanol i gymell yr adwaith rhydocs rhwng rhagflaenwyr yr adwaith, a chyfuno B ac N i ffurfio boron nitrid, ond mae'r dull hwn hefyd yn cael cyfnod cymysg. [5]