如何生成氮化硼

宏元新材化工原料厂家的小编今天给大家介绍下关于如何生成氮化硼的相关介绍，氮化硼是如何制备而成的呢？我们宏元新材是一家从事生产销售氮化硼，六方氮化硼的化工原料厂家，今天就给大家透透风，让大家了解下我们的生产工艺方法吧！

氮化硼是一种自然界中不存在的化学添加剂。今天使用的氮化硼产品是通过现代技术合成的。氮化硼是氮和硼原子的晶体。化学成分为43.6%硼和56.4%氮，有四种不同的变体：六方氮化硼(HBN)、菱形氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。六方氮化硼具有耐高温、耐腐蚀、绝缘性好等优良性能，是一种极具发展潜力的新型功能陶瓷材料，在冶金、润滑油、电子工业、航空航天等领域有重要应用。自1842年首次合成氮化硼以来，已发展出多种合成方法。氮化硼一般由元素硼、硼酸酐、卤化硼、硼盐和含氮盐在氮气或氨气气氛中通过气-固或气-气反应合成。目前工业生产主要采用硼砂-氯化铵法、硼酸酐法、硼酸（硼砂）-尿素法、卤化硼法等合成方法。其生产工艺流程介绍如下。
1、水（溶剂）热合成法。简称水热法，在高压釜中，以水（或有机溶剂）为反应介质。通过加热高压釜，创造出高温高压的反应环境，使通常不溶或不溶的物质溶解并反应生成新的晶体。水热法通常用于合成氧化物或金属超细粉，但非氧化物超细粉的制备研究尚处于起步阶段。水热法工艺条件比较容易控制，产品粒度可达纳米级，均匀度和球形度好，但收率普遍较低。因此，选择合适的溶剂、原料和助剂降低反应温度，提高收率将是今后研究的重点。
2、硼酸酐法
由硼酐（B4O3）合成氮化硼是工业生产氮化硼的重要方法之一。该方法的工艺流程如图2所示。由于硼酸酐的熔点低（玻璃态294℃，结晶态450~600℃），在氮化物温度下变成高粘度熔体，阻碍了氨流动，使反应缓慢且不完全。为了克服这个缺点，可以使用高熔点材料作为填料来降低硼酐熔体的粘度。填料本身不参与反应，最后可以很容易地去除。常见的填料有氧化镁(MgO)、碳酸钙(CaCO3)、磷酸三钙(Ca3(PO4)2)、氮化硼(BN)，其中以磷酸三钙最好，因为磷酸三钙和硼酐的混合物具有氮化反应速率最高。
3、硼砂-尿素法
该方法以硼砂(Na2B4O7)为主要硼源，尿素与硼砂形成氨气形成海绵状多孔体，促进反应完全。
硼砂和尿素按1:1.5:2的比例混合均匀后装入容器，送入反应器参与反应。容器可选用石英玻璃、刚玉、石墨、不锈钢等。反应炉一般采用卧式管式炉，如采用小型回转窑可达到连续生产的目的。在反应过程中引入氮或氨以补充由尿素形成的氨气。氨比氮气效果更好，因为氮气是一种亚惰性气体，氨可以分解形成单原子活性氮。但在300℃以下，应先用氮气，因为氨会溶解在反应物产生的游离水或水蒸气中，使反应减弱。氨在200~300℃开始分解，加热时参与反应。反应炉应按规定的加热曲线进行加热，相比四阶段保温效果更好，即100℃保温0.5h，140℃保温2h，180℃保温2h，800℃保温2h，最终温度在800~10000℃。在氮化过程中，混合物从粘性面粉变成松散的蜂窝状。反应方程式为：
Na2B4O7+2(NH2)2CO→4BN+Na2O+4H2O+2CO2
Na2B4O7+2NH4Cl+2NH3→4BN+2NaCl+7H2O
硼砂-尿素（氯化铵）法是制备H-BN粉体的传统方法。生产成本低，投资少，工艺简单，适合工业化生产，但合成的氮化硼纯度不高，粒度均匀性差。
4.化学气相沉积(CVD)。热壁反应器通常用于通过CVD方法制备H-BN粉末。含B和N的气态原料通过载气进入反应室，气态原料在高温下发生化学反应生成BN粉体。硼源通常是BF3、BCl3、BBr3、B2H6和B(OCH3)3。氮源通常是NH3或N2。CVD法制备的H-BN粉末纯度和球形度较高，制备过程中需要控制的因素较多。
与各种方法的工艺流程相比，生产氮化硼并不难，但各工序的工艺条件对产品的质量和产量影响很大。为了降低成本，提高质量，洪武纳米通过生产实践必须注意的几个问题是：原料纯度和配比、反应温度和时间、洗涤方法和干燥工艺。当然，生产设备和生产环境都会有一定的影响。
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