نيتريد البورون (نتريد البورون) 0 Boron Nitride

نيتريد البورون (نتريد البورون) Boron Nitride

نيتـريد البورون مادة كيميائية صلبة تنتج صناعيا و توجد على شكل مسحوق بلوري عديم اللون، و تعد نيتـريد البورون مادة خزفية صناعية ذات استخدام محدود ولكن مهم ، بشكل أساسي في العوازل الكهربائية وأدوات القطع. و يمكن انتاج نيـتريد البورون على شكل سداسي الأضلاع (نيـتريد البورون السداسي H-BN) و المكعبي (نتريد البورون المكعبي C-BN).،

الصيغة الكيميائية لنيتريد البورون هي: BN و وزنها الجزئي 24.82 جرام/مول و درجة انصهارها 2973 درجة سيليزية (للشكل السداسي) و كثافتها 2.1 جرام/سم³ (للشكل السداسي) و 3.45 جرام/سم³ (للشكل المكعبي) .

متآصلات نيتريد البورون (نيتريد البورون) Boron Nitride

يوجد نيتريـد البورون بأشكال بلورية مشابهه من حيث الترتيب الإلكتروني للتركيب البلوري لشبكة الكربون:

• الشكل السداسي المقابل للجرافيت هو الأكثر ثباتًا ونعومة بين الأشكال المتعددة لنيتريـد البورون ، وبالتالي فهو يستخدم كمواد تشحيم و أيضا يضاف إلى منتجات التجميل. يتم تحضير نيتريـد البورون السداسي H-BN بعدة طرق ، بما في ذلك تسخين أكسيد البوريك (B₂O₃) مع الأمونيا (NH₃). حيث يتكون على المستوى الجزيئي ، من صفائح من حلقات سداسية تنزلق بسهولة عبر بعضها البعض. هذه البنية ، المشابهة لتلك الموجودة في الجرافيت الكربوني ، مما يجعل نيتـريد البورون السداسي H-BN مادة ناعمة ومزيتة ؛ و على عكس الجرافيت، فإنه يلاحظ أن نيتريـد البيورون السداسي H-BN له الموصلية الكهربائية المنخفضة و  توصيل حراري عالي.

• الشكل المكعبي (تركيب السفاليرايت) والمشابهة للماس فإنه يسمى نيتريـد البورون -سي ، فهو كثر ليونة من الألماس ، لكن ثباته الحراري والكيميائي عال جدا و متميز. و غالبًا ما يتم تصنيع نيتريـد البورون المكعبي C-BN على شكل بلورات صغيرة عن طريق تعريض نيتـريد البورون السداسي H-BN لضغط مرتفع للغاية (ستة إلى تسعة جيجا باسكال) و لدرجة الحرارة (1500 درجة إلى 2000 درجة سيليزية). و تعد مادة نيتريد البورون المكعبي في المرتبة الثانية بعد الماس في الصلابة (يقترب من الحد الأقصى 10 على مقياس صلابة موس) ، وغالبًا ما يتم ربطه ، مثل الماس الصناعي ، بأدوات القطع المعدنية أو الخزفية المعدنية لتشكيل الفولاذ الصلب. نظرًا لارتفاع درجة حرارة الأكسدة (أعلى من 1900 درجة سيليزية) ، فإن درجة حرارة تشغيله أعلى بكثير من الماس (الذي يتأكسد فوق 800 درجة مئوية). 

• الشكل الثالث و النادر و هو فورتزيت نيتـريـد البورون فهو مشابه للونسداليت ( اللونسداليت : هو أحد متآصلات الكربون النادرة طبيعياً، والتي تتشكل عندما تصطدم النيازك بسطح الأرض) . لهذا الشكل من أشكال الكربون بنية بلورية سداسية في الفراغ ثلاثي الأبعاد، لذلك يطلق على اللونسداليت اسم الألماس السداسي) و لكن قد يكون فورتزيت نتريد البورون أصلب من الشكل المكعبي .

و بسبب الثبات الحراري والكيميائي الممتاز ، فإن السيراميك المصنوع من نيـتريـد البورون يستخدم في صناعة الادوات و المعدات التي تستخدم في المجالات ذات الحرارة العالية جدا . كما أن لنيتريـد البورون استخداماته الواعدة في تكنولوجيا النانو. حيث يمكن إنتاج الأنابيب النانوية المصنوعة من نيتـريـد البورون و التي لها هيكل مشابه لهيكل الأنابيب النانوية الكربونية .

يحضر نيتريـد البورون عن طريق تسخين أكسيد البورون لدرجة حرارة 800 درجة سيليزية مع فوسفات الكالسيوم بوجود النيتروجين أو الأمونيا .

مصدر الصورة : اضغط هنا

بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي

تجارب كيميائية سهلة و شيقة و ممتعة (10) Amazing Chemistry Experiments

Akram Amir El Ali

استاذ الكيمياء التحليلية ومصمم غرافيك

View All Articles