1、氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料.以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BN和火箭高能燃料及
(1)在Na2B2O7、CaF2、H3BO3、NH3四种物质中,Na2B2O7、CaF2、都是离子化合物,所形成的晶体是离子晶体,H3BO3、NH3都属共价化合物是分子晶体,所以只有C选项正确,A、B、D选项都错误,故答案为:C;
(2)硼酸的电离方程式为H3BO3+H2O?[B(OH)4]-+H+,其原理是H3BO3结合了水电离出来的氢氧根离子,每个B原子周围连有四个氢氧根,按这一原理可写出[Al(OH)4]-的结构式为:,故答案为:
;
(3)在NH3中N最外层有5个电子,与3个H原子形成3对共用电子对,另外还有一对孤电子对,所以N原子发生sp3杂化,分子的空间构型是三角锥形,是极性分子,故选项A错误,选项B正确;在BF3中B最外层只有3个电子,可与3个F形成3个共用电子对,无孤电子对,B原子发生sp2杂化,分子空间构型为平面三角形,是非极性分子;故选项C正确,D选项错误,故答案为:BC;
(4)硼、氧、氟、氮都在周期表的第二周期,按硼、氮、氧、氟的顺序原子序数逐渐增大,元素的电负性也逐渐增大,即B<N<O<F,第一电离能也应逐渐增大,但由于氮原子位于ⅤA族,最外层电子处于半充满的稳定状态,所以第一电离能比氧大,所以第一电离能的大小顺序为:F>N>O>B,
故答案为:B<N<O<F;F>N>O>B;
(5)A、因为B晶体的熔点为1873℃,很高,所以是原子晶体,根据B晶体的结构图可以看出每个B原子周围有五个共价键,由两个B原子共用,分配到每个B原子占有2.5个共价键,该结构单元含有12个B,所以共价键的个数为30个,故A选项正确;
B、该结构单元中每个B连有五个正三角形,而每个B能形成13个正三角形,所以该结构单元含有正三角形的个数为:12×5×13=20,故B选项错误;
C、该结构中,只含B原子,同种原子之间只能形成非极性键,没有极性键,故C选项错误;
D、硅晶体中每个硅原子周围有四个共价键,而硼晶体周围有五个共价键,所以它们的结构是不一样的,故D选项错误;
故答案为:A
(6))①、根据图2可知六方氮化硼晶体结构与石墨相似,层与层之间的作用力为分子间作用力,故答案为:分子间作用力;
②、B原子最外层有3个电子,可以形成3个共价键,而N最外层有5个电子,也可以形成3个共价键达到稳定结构,所以B与N个数比为1:1,根据图2结构可以看出,每个B或N都可以被三个六边形共用,所以每个六边形实际占有B或N的个数为3×13=1,每个B-N键被两个六边形共用,所以每个六边形实际占有B-N键为3个,氮原子、硼原子和氮-硼键数目之比为:1:1:3,故答案为:1:1:3.
2、为什么与石墨烯结构类似的氮化硼是不导电的
就是因为BN键是有极性的,电子喜欢跑到N原子上面,然后老老实实待在那里,而一个老老实实待在一个原子附近的电子基本是不参与(直流)导电的。
另一方面要想理解石墨烯为什么导电就不那么容易了。虽然可以简单地理解成:由于C-C键两边都是同样原子,电子不能在不破坏任何晶体对称性的情况下集中到其中一个C原子上,因此就是离域的。但是这个解释其实是不正确的。有一个非常不平凡的结果,说的是如果允许破坏时间反演对称性的话,即便在保持六重旋转对称性的情况下依然能够得到一个绝缘态(即有能隙的能带结构)。这个绝缘态的构造是Haldane在1988年的Physical Review Letters上发表的,这项工作第一次提出了不需要外加磁场的量子霍尔态,从而在一些人看来,是近年来颇受关注的拓扑绝缘体领域的开山之作之一。
那么是否只要保持晶体对称性和时间反演对称性,就能保证系统是导电的(无能隙的)呢?其实这个条件太强了。事实上,我们只需要时间反演对称性和空间反射对称性的乘积(也就是P*T),就可以保证狄拉克锥不会打开能隙(同时假设无自旋轨道耦合)。这个结论的证明就已经超出了题目的范围了。如果有人有兴趣,我可以再更新。
3、氮化硼纳米管的结构
BNNTs 与CNTs 具有相似的结构。 图1.1 为 CNTs 和 BNNTs 的理论结构比较图,可见在一个类石墨层上,相互交替的 B 原子和 N 原子完全取代 C 原子,其中原子间距几乎没有改变。总的来说,BNNTs 根据其管壁层数可以分为单壁和多壁两种结构。 B-N单元和 C-C 单元具有相同的价电子数目,在 h-BN 平面中,一个 B 原子和一个 N 原子以 sp2杂化后形成 3 个B-N 共价键,形成一个类石墨的平面六角网状结构,如图1.2(a)所示。设 a1、a2 为平面的基矢,任选一原子为原点 O,另一原子点为A,则矢量 OA=C=ka1+ la2,k、l为整数。将氮化硼(BN)面卷曲为圆筒的过程中,使得O、A 两点重合,则构成了我们所熟知的 BNNTs。其中,C 为手性矢量,基矢 a 的方向为锯齿方向,则二者的夹角称之为手性角度 θ。k、l 取决于 BNNTs 的结构。根据 k、l 的取值不同即可获得三种类型的单壁BNNTs: 扶手椅型(k=l, θ=30°, armchair) (如图1.2(b))、锯齿形(l=0,θ=0°,zigzag) (如图1.2(c))和手性型((k,l), 0<θ<30°,chiral) (如图 1.2(d))。多壁 BNNTs 可以通过几个至几十个单壁的BNNTs 构成,管间距约为0.34nm,基本与h-BN(002)晶面层间距一致。此外,由于BNNTs层与层之间具有比较强的作用力,因此 BNNTs以多壁管居多。 此外, BNNTs 的结构与 CNTs 的结构差异之处还表现在二者的端帽结构上。CNTs 的封顶一般表现为拱形顶,包含五元环结构。而 Menon等利用紧束缚态分子动力学计算模拟螺旋型、 锯齿型和扶手椅型BNNTs端口密封方式表明,在 BNNTs 端帽结构处,BN 层五元环中的 B-B 和N-N键都没有 B-N 键稳定。因此在一个BN分层中,偶数元的缺陷经常出现,从而螺旋型纳米管顶端可能形成无定形的结构,锯齿型的纳米管倾向于生成平顶封闭结构,而扶手椅型则利于形成锥形封顶,这是一种主流的观点。
4、氮化硼(BN)晶体有多种相结构.六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润
(1)基态硼原子核外有5个电子,电子的运动状态数和原子核外电子的数目相等,故基态硼原子存在5种运动状态不同的电子;
故答案为:5;
(2)a.立方相氮化硼N原子和B原子之间存在共价单键,所以该化合物中含有σ键不存在π键,故错误;
b.六方相氮化硼层间为分子间作用力,作用力小,导致其质地软,故正确;
c.非金属元素之间易形成共价键,所以N原子和B原子之间存在共价键,故正确;
d.立方相氮化硼为空间网状结构,不存在分子,为原子晶体,故错误;
故答案为:bc;
(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子形成3个共价单键,且B原子不存在孤电子对,所以构成的空间构型为平面三角形,该物质的层状结构中不存在自由移动的电子,所以不导电,
故答案为:平面三角形;层状结构中没有自由移动的电子;
(4)立方相氮化硼晶体中,硼原子和四个N原子形成4个共价单键,所以B原子的杂化轨道类型为sp3;
故答案为:sp3;
(5)一个NH4BF4中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键,所以含有2个配位键,则1mol NH4BF4含有2mol配位键,
故答案为:2.
5、氮化硼CBN刀具有什么概念简介?
在机加工加工中,常遇到各种难加工材料如HRC50以上的高硬度耐磨合金铸件,淬硬钢、超硬烧结金属、耐热超级合金、双金属材料加工,而且此类材料加工方式多为车削加工和铣削加工,欲实现对高硬度材料进行切削加工,必须具备的条件是刀具硬度应远远高于被切削材料的硬度。
此外,由于对高硬度材料进行切削加工时,刀头的温度非常高,所以它还需具备以下各种特性:耐塑性变形性能很好,即高温硬度很好。化学稳定性很好,即不会与被切削材料、氧气和切削液等发生化学反应,也不会出现热分解现象。热传导率很好,即高温刀头不会因热冲击而产生缺损现象。
虽然用此类材料制造的零件可获得优异的使用性能,但同时也带来了一个难题:如何以合理的每件加工成本实现零件的最终成形加工。值得庆幸的是,如今刀具供应商已成功开发出了各种用于铣削、车削加工难加工材料的新型切削刀片,如涂层硬质合金刀片、金属陶瓷刀片、CBN刀片、PCD刀片等。这些新型材料刀片采用了特殊的几何形状和表面涂层,具有优异的耐磨损性能,并可承受加工过程中的机械冲击和热冲击。但是,如何在生产中合理、有效地使用这些切削刀片,还需要与掌握专业知识的刀具供应商密切配合。
由于切削刀片的成本相对较低(一般硬质合金刀片的成本仅占加工总成本的3%,CBN刀片占加工总成本的5%~6%),因此,为节约加工成本而一味选用较便宜的刀片实际上可能并不划算。新型材料刀片虽然价格较贵,但可以缩短加工时间,延长刀具寿命,提高产品质量,因此可能具有更好的经济性。
另一方面,脱离实际加工需要而盲目选用新型材料刀片,也可能增大加工成本(CBN刀片的价格可达硬质合金刀片的8~10倍)。此外,使用新型材料刀片时,如采用不正确的切削速度和进给率,也会影响工件加工质量和刀具使用寿命。因此,选用难加工材料切削刀片时需要正确评估加工的经济性和综合考虑整个加工工艺过程。例如华菱新型CBN刀片经过了强化和钝化处理,在切削硬度>50HRC的工件材料时可有效避免崩刃现象。
加工经济性的综合权衡:
选择切削刀片时,需要对整个加工任务进行评估。在可以满足工件尺寸精度和表面光洁度要求,并考虑了加工时间和刀片更换的前提下,选用价格相对较低的硬质合金刀片可以实现较好的加工经济性。通过准确了解和综合权衡生产批量、加工时间和刀片性能,就能合理选用切削刀片,达到提高生产率的加工效果。
以铣削加工材质为烧结碳化钛的燃气涡轮机叶片为例,当工件批量较小时,选用涂层硬质合金刀片也可获得较好的加工效果。在35m/min的切削速度下,硬质合金刀片的切削刃寿命仅为5~10分钟,而大批量加工难加工材料工件的合理刀片寿命一般要求达到15~30分钟。在小批量加工中,较短的刀片寿命和较频繁的更换刀片对生产率的影响并不明显;但在大批量满负荷加工中,较长的刀片寿命对于减少换刀辅助时间、降低劳动强度、提高机床利用率和生产能力则具有至关重要的意义。因此,当涡轮机叶片的加工批量较大时,选用硬度更高、价格较贵的CBN刀片可能更为合理。
CBN刀片适合加工范围:
1、高硬度铸铁/铸钢的加工,如:高铬铸铁、白口铸铁、镍硬铸铁等合金铸铁;高锰钢等耐热耐磨钢的高硬度粗加工和精加工。可拉荒粗车有夹砂、气孔的铸件毛坯。
2、热处理后的高硬度工件加工,如:淬硬轴承钢、渗碳钢、氮化钢、工具钢、模具钢热后硬切削,可断续切削。刀片的韧性和耐磨性能优异;单边背吃刀量ap可达7.5mm,可加工HRC45-HRC79之间的高硬度钢件。
3、其他难切削材料类:高温合金、粉末冶金,难熔合金及碳化钨,镍基,钴基合金的加工以及热喷涂喷焊件的硬面加工。
4、普通灰口铸铁、珠光体球墨铸铁的高速切削。不但提高加工效率,且刀具寿命是合金刀具寿命的10-20倍。
CBN刀具材质牌号类别:
1、BN-K10
适用于灰铸铁和耐磨合金铸铁材料的连续精加工,如制动鼓、刹车盘、飞轮、缸套等工件的精车和高硬度铸铁材料的精加工。
2、BN-K20
适用于灰铸铁、球墨铸铁,粉末冶金材料的高速精加工,且适合高速精镗孔。
3、BN-H10
适用于硬钢材料的连续精加工或轻微断续精加工,如“以车代磨”齿轮、轴承等。
4、BN-H20
适用于硬钢材料的中/强断续精加工和超高速精加工,如各种仿形轴件和高精密齿轮、轴承的车削和小型内孔的加工。
5、BN-K1
粗精加工均可用,追求高的抗冲击性能,针对高硬度短铁屑工件研发,具备高硬度的同时,其抗冲击性能更优异,适合大余量粗加工高硬度铸铁件如高铬合金,高镍铬合金,冷硬铸铁,白口铸铁;广泛应用于矿山机械,冶金机械,水泥、电力设备耐磨备件行业。
6、BN-S20
抗冲击性和耐磨性的完美平衡,可用于粗加工,也可用于半精加工和精加工。适用于各种高硬度难加工材料,如高温合金、耐热耐磨钢、大型铸钢件、淬火钢、氮化钢、渗碳钢材料的加工。
7、BN-S30
追求高耐磨性和适当的抗冲击性,适合于灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁及粉末冶金材料的高速精加工,且适合高速高效镗削、铣削加工。
关于高硬度耐磨铸件材料的解注:
高硬度铸铁顾名思义就是在铸铁中加入一定的合金元素可以改变铸铁的铸态或热处理后的组织,从而改变其物理性能和化学性能。我们把含有一定数量的合金元素,从而具有特定的物理或化学性能的铸铁称为合金铸铁。加一些合金元素使之改变其金相组织,从而改变工件表面性能。目前zui常见的具有一定的硬度铸铁分别为高铬铸铁(高铬白口抗磨铸铁)、白口铸铁(白口铁)、镍硬铸铁、耐磨铸铁、高镍合金铸铁、高铬合金(耐磨)铸铁、高铬铁、冷硬铸铁、高镍铬合金等,高铬铸铁用于矿山机械、水泥机械行业配件抛丸器叶片衬板锤头材质叶轮、泵体,冷硬铸铁用于制造轧辊、车轮,白口铸铁(白口铁)用于犁铧、磨片、导板镍铬白口铁用于ASH离心式泥浆泵,镍硬铸铁立式辊磨机主要零件磨辊和磨盘。
耐磨铸铁主要用于机床导轨、轴承、滑块球磨机磨球,高镍合金铸铁阀门。
高锰钢(ZGMn13)主要用于常用于制造球磨机衬板,锤式破碎机锤头,颚式破碎机颚板,圆锥破碎机轧臼壁、破碎壁,挖掘机斗齿、斗壁,铁道道岔,拖拉机和坦克的履带板等抗冲击、抗磨损的铸件高锰钢有一个极大的特点就是这种材质在运用中有冲击、挤压情况下,表面就会出现加工硬化(形成硬化层,越用越耐磨)。
6、氮化硼涂料的制备工艺与配比,求大神指导
六方氮化硼环氧复合防腐涂料、其制备方法及应用 - 201611009592.9
审中-实审
剥离氮化硼防腐涂料的制备方法及其得到的涂料,涂料的应用 -201510058934.5
有权
新型氮化硼基复合涂料的配制方法 - 201310493219.5
一种氮化硼纳米片增强导热绝缘水性涂料及其制备和使用方法 -201710979972.3
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专利网上 可以查询到不少
7、热解氮化硼的具体应用
半导体单晶及III-V族化合物合成用的坩埚、基座:
原位合成GaAs、InP、GaP单晶的LEC系列坩埚。
分子束外延用的MBE系列坩埚。
VGF、VB法系列坩埚。
PBN/PG复合加热器涂层。
石墨加热器绝缘涂层。
高温绝缘流体喷嘴。
MOCVD绝缘板。
异形坩埚及异形石墨件涂层。
晶片退火工艺用复合加热器。
8、氮化硼( BN)晶体有多种相结构.六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温
(1)基态硼原子核外有5个电子,分别位于1s、2s、2p能级,根据构造原理知其基态的电子排布式1s22s22p1,故答案为:1s22s22p1;
(2)a.立方相氮化硼N原子和B原子之间存在共价单键,所以该化合物中含有σ键不存在π键,故错误;
b.六方相氮化硼层间为层状结构,分子间作用力,作用力小,导致其质地软,故正确;
c.非金属元素之间易形成共价键,所以N原子和B原子之间存在共价键,故正确;
d.立方相氮化硼为空间网状结构,不存在分子,为原子晶体,故错误;
故选bc;
(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子形成3个共价单键,且B原子不存在孤电子对,所以构成的空间构型为平面三角形,该物质的层状结构中不存在自由移动的电子,所以不导电,
故答案为:平面三角形;层状结构中没有自由移动的电子;
(4)立方相氮化硼晶体中,硼原子和四个N原子形成4个共价单键,所以B原子的杂化轨道类型为sp3,在地壳内部,离地面越深,其压强越大、温度越高,根据题干知,实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是高温高压,故答案为:sp3;高温高压;
(5)一个NH4BF4中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键,所以含有2个配位键,则1mol NH4BF4含有2mol配位键,
故答案为:2;
(6)根据均摊法可计算出晶胞中碳原子数为8×18+6×12+4=8;根据金刚石晶胞的结构可知,晶胞的体对角线为4个碳原子直径的长度,即
9、立方氮化硼跟氮化硼有什么区别
氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮,具有四种不同的变体:六方氮化硼(H-BN)、菱方氮化硼(R-BN)、立方氮化硼(C-BN)和纤锌矿氮化硼(W-BN)。
主要还是用途领域不同。
10、氮化硼是什么化合物
一种共价化合物,原子晶体,硬度很大,可与金刚石媲美,常用作工业上转头。嘿嘿,希望帮到你哦