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氮化硼是一種化工添加劑,自然界是不存在的。目前所使用的氮化硼產品都是通過現代科技合成的。
高溫高壓合成法
1957年Wentorf首次人工合成立方BN。在溫度接近或高于1700℃,最低壓強為11~12GPa時,由純六方氮化硼(HBN)直接轉變成立方氮化硼(CBN)。隨后人們發現使用催化劑可大幅度降低轉變溫度和壓力。常用的催化劑為:堿和堿土金屬、堿和堿土氮化物、堿土氟代氮化物、硼酸銨鹽和無機氟化物等。其中以硼酸銨鹽作催化劑所需的溫度和壓力最低,在1500℃時所需壓力為5GPa,而在壓力為6GPa時其溫度區間為600~700℃。由此可見,雖然加催化劑可大大降低轉變溫度和壓力,但所需的溫度和壓力還是較高。因而其制備的設備復雜、成本高,其工業應用受到限制。
化學氣相合成法
1979年Sokolowski成功利用脈沖等離子體技術在低溫低壓下制備成立方氮化硼(CBN)膜。所用設備簡單,工藝易于實現,因此得到迅速發展。已出現多種氣相沉積方法。傳統來講主要是指熱化學氣相沉積。實驗裝置一般由耐熱石英管和加熱裝置組成,基體既可以通過加熱爐加熱(熱壁CVD),也可以通過高頻感應加熱(冷壁CVD)。反應氣體在高溫基體表面發生分解,同時發生化學反應沉積成膜,反應氣體有BCl3或B2H4與NH3的混合氣體。
水熱合成法
此方法是在高壓釜里的高溫、高壓反應環境中,采用水作為反應介質,使得通常難溶或不溶的物質溶解,反應還可進行重結晶。水熱技術具有兩個特點,一是其相對低的溫度,二是在封閉容器中進行,避免了組分揮發。作為一種低溫低壓合成方法,被用于在低溫下合成立方氮化硼。
碳熱合成技術
該方法是在碳化硅表面上,以硼酸為原料的,碳為還原劑,氨氣氮化得到氮化硼的方法,所得產物純度很高,對于復合材料的制備具有很大的應用價值。