氮化硼论文开题

1、氮化硼粉体的制备与表征学生姓名：张萍指导教师：唐竹兴LOGO目录一、课题的目的意义二、近几年来研究现状三、设计方案的可行性分析和预期目标四、所需要的仪器设备、材料五、课题分阶段进度计划一、课题的目的意义氮化硼的结构及性能氮化硼的结构及性能氮化硼是由氮原子和硼原子构成的晶氮化硼是由氮原子和硼原子构成的晶体，该晶体结构分为：六方氮化硼体，该晶体结构分为：六方氮化硼（HBNHBN）、密排六方氮化硼（）、密排六方氮化硼（WBNWBN），），其中六方氮化硼的晶体结构具有类似其中六方氮化硼的晶体结构具有类似的石墨层状结构，呈现松散、润滑、的石墨层状结构，呈现松散、润滑、易吸潮、质轻等性状的白色粉末，所易吸

2、潮、质轻等性状的白色粉末，所以又称以又称“白色石墨白色石墨”。氮化硼的用途氮化硼的用途六方氮化硼应用十分广泛。六方氮化硼应用十分广泛。 1. 1.金属成型的脱模剂和金属拉丝的润滑剂。金属成型的脱模剂和金属拉丝的润滑剂。 2. 2.高温状态的特殊电解、电阻材料。高温状态的特殊电解、电阻材料。 3. 3. 高温固体润滑剂，挤压抗磨添加剂，生产陶瓷复高温固体润滑剂，挤压抗磨添加剂，生产陶瓷复合材料的添加剂，耐火材料和抗氧化添加剂，尤合材料的添加剂，耐火材料和抗氧化添加剂，尤其抗熔融金属腐蚀的场合，热增强添加剂、耐高其抗熔融金属腐蚀的场合，热增强添加剂、耐高温的绝缘材料。温的绝缘材料。 4. 晶体管的

3、热封干燥剂和塑料树脂等聚合物的添加剂。 5. 压制成各种形状的氮化硼制品，可用做高温、高压、绝缘、散热部件。 6. 航天航空中的热屏蔽材料。 7. 在触媒参与下，经高温高压处理可转化为坚硬如金刚石的立方氮化硼。 8. 原子反应堆的结构材料。 9. 飞机、火箭发动机的喷口。 10.高压高频电及等离子弧的绝缘体。 11.防止中子辐射的包装材料。 12.由氮化硼加工制成的超硬材料，可制成高速切割由氮化硼加工制成的超硬材料，可制成高速切割工具和地质勘探、石油钻探的钻头。工具和地质勘探、石油钻探的钻头。13.冶金上用于连续铸钢的分离环，非晶态铁的流槽冶金上用于连续铸钢的分离环，非晶态铁的流槽口，连续铸铝

4、的脱模剂（各种光学玻璃脱膜剂）口，连续铸铝的脱模剂（各种光学玻璃脱膜剂） 14.做各种电容器薄膜镀铝、显像管镀铝、显示器镀做各种电容器薄膜镀铝、显像管镀铝、显示器镀铝等的蒸发舟。铝等的蒸发舟。 15.各种保鲜镀铝包装袋等。各种保鲜镀铝包装袋等。 16.各种激光防伪镀铝、商标烫金材料，各种烟标，各种激光防伪镀铝、商标烫金材料，各种烟标，啤酒标、包装盒，香烟包装盒镀铝等等。啤酒标、包装盒，香烟包装盒镀铝等等。 17.化妆品用于口红的填料，无毒又有润滑性，又有化妆品用于口红的填料，无毒又有润滑性，又有光泽是法国最好的口红。光泽是法国最好的口红。二、近年来研究现状氮化硼是人工合成材料，尽管在氮化硼是人

5、工合成材料，尽管在1919世纪早期已被世纪早期已被合成出来，但直到合成出来，但直到2020世纪的后半叶才开始发展成世纪的后半叶才开始发展成为一个被广泛应用的材料。近年来，氮化硼新的为一个被广泛应用的材料。近年来，氮化硼新的应用层出不穷，各种形式的氮化硼粉末，如纳米应用层出不穷，各种形式的氮化硼粉末，如纳米级的颗粒、球形颗粒、大结晶产品、乱层结构等，级的颗粒、球形颗粒、大结晶产品、乱层结构等，也在不断地使用新的合成工艺被合成出来也在不断地使用新的合成工艺被合成出来。国内传统的合成方法氮化硼的合成方法很多，但基本原理氮化硼的合成方法很多，但基本原理均为将硼源（硼砂、硼酸等含硼元素均为将硼源（硼砂、

6、硼酸等含硼元素的化合物或者元素硼）与氮源（氨、的化合物或者元素硼）与氮源（氨、尿素、三聚氰胺等含氮化合物）一起尿素、三聚氰胺等含氮化合物）一起加热反应精制而成。加热反应精制而成。使用无水硼砂与三聚氰胺作为硼源及氮源进行反应，制得氮化硼，其反应式为： 3NaB4O7 + 2C3N3(NH2)3 12BN + 3Na2O + 6CO2 + 6H2O 此方法与上述方法合成出的产品有所不同，其合成出的六方结晶形态不完整，由于该种氮化硼的结晶在低温下不完整，当在高温（1600-2000）下，其结晶反而会生长的较大且完整，因此该方法生产出的产品如经过高温精制工序，会生成3-5微米的较大结晶。使用硼酸和三聚

7、氰胺分别作为硼源和氮源，其反应式为： 3H3BO3 + C3N3(NH2)3 = 3BN + 3CO2 + 3NH3 + 3H2O 在小于1000下反应，由该方法制得的产品其晶体结构为大量的六方乱层结构，由于没有生成好的结晶，其产品粒径为亚微米级，适用于作为填料及高级陶瓷原料使用。当低温产品经过高温精制后，它可得到10-20微米级的，高结晶度的六方氮化硼产品，适用于较高级的场合使用，如脱模剂、化妆品、电气绝缘填料等方面。在所有的工业规模生产中，还有一种方法，即气相沉积技术（CVD）生产的氮化硼粉末及制品，其所生产的氮化硼产品称为热解氮化硼，简写为PBN。该方法的化学反应式为：BCl3 + NH

8、3 = BN + 3HCl 热解法可以直接在一个模具上进行沉积成形，直接生产出纯氮化硼制品，也可以生产PBN的粉末，该法成本较高，但产品纯度是所有工业规模生产方法中最高的，可达到99.9以上。适用于特殊方面的需求。 使用三氯环硼氮烷（TCB）作为前驱体合成六方氮化硼最近研究的很多，这个方法有一个优点，是可以将TCB通过精馏的方法提纯，从而可以得到高纯的六方氮化硼粉体，可用于一些特殊的行业要求。但该前驱体成本过高，限制了它的一些工业化应用。三、设计方案的可行性分析和预期目标 以尿素、硼酸为原料合成一种六方氮化硼以尿素、硼酸为原料合成一种六方氮化硼t-BN粉体。粉体。 实验首先在近似密闭的容器中将

9、混合好原料，研磨，然后烘干，压制成片，在氮气氛下烧结。可行性分析：(1)以化学纯硼酸和尿素为原料，四硼酸钠为助熔剂，控制氮与硼的摩尔比在2-3之间，助熔剂为0-20，既保证有足够的氮与硼反应，又能够获得大小均匀的氮化硼粉体。(2)整个实验过程易于控制,可以实现过程的完全而精确的控制。(3)学院现拥有先进的烧成设备，分析测试所需要的仪器及设备，为本试验提供了可靠的硬件保障。(4)导师扎实的理论基础及实践经验为本课题的顺利进行提供了保障。预期目标：1、分析热力学原理计算出合成温度与实际合成。、分析热力学原理计算出合成温度与实际合成。2、烧成温度对氮化硼物相的影响。、烧成温度对氮化硼物相的影响。四、所需要的仪器设备、材料原料：硼酸(工业级)、 尿素 (工业级)、 氮气、 盐酸。设备：电子天平、球磨机、烧结炉、烘箱、煅烧炉、压模机、XRD