Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Структура, свойства и области применения графитоподобного гексагонального нитрида бора


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-6-35-40

Полный текст:


Аннотация

Представлен обзор литературы, включающий описание кристаллической структуры и морфологических особенностей графитоподобного гексагонального нитрида бора, а также получение материалов на его основе. Представлены механические и диэлектрические свойства пиролитического, горячепрессованного (гексагональной и турбостратной модификации) и реакционно-спеченного нитрида бора. Показано положительное влияние пропитки пористых образцов на основе нитрида бора борорганическими и кремнийорганическими соединениями с последующим пиролизом на уровень физико-механических характеристик.


Об авторе

С. Н. Перевислов
ФГБУН Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов имени И.В. Гребенщикова, РАН
Россия

Доктор технических наук.

Санкт-Петербург



Список литературы

1. Ci, L. Atomic layers of hybridized boron nitride and graphene domains / L. Ci, L. Song, C. Jin [et al.] // Nature Materials. — 2010. — Vol. 9, № 5. — P. 430-435.

2. Meng, Y. BN under compression: the formation of sp3 bond / Y. Meng, H. Mao, P. Eng [et al.] // Nature Materials. — 2004. — Vol. 3, № 2. — P. 111-114.

3. Li, X. Exfoliation of hexagonal boron nitride by molten hydroxides / X. Li, X. Hao, M. Zhao [et al.] // Adv. Mater. — 2013. — Vol. 25, № 15. — P. 2200-2204.

4. Song, L. Large scale growth and characterization of atomic hexagonal boron nitride layers / L. Song, L. Ci, H. Lu [et al.] // Nano Lett. — 2010. — Vol. 10, № 8. — P. 3209-3215.

5. Dai, S. Tunable phonon polaritons in atomically thin van der waals crystals of boron nitride / S. Dai, Z. Fei, Q. Ma [et al.] // Science. — 2014. — Vol. 343, № 6175. — P. 1125-1129.

6. Wen, G. Coenhanced SiO2-BN ceramics for high-temperature dielectric applications / G. Wen, G. L. Wu, T. Q. Lei [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. — 2000. — Vol. 20, № 12. — P. 1923-1928.

7. Haubner,R. Boron nitrides — properties, synthesis and applications / R. Haubner, M. Wilhelm, R. Weissenbacher, B. Lux // High Performance Non-Oxide Ceramics II. — Springer / Berlin. Heidelberg. — 2002. — P. 1-45.

8. Klopfer, C. Boron nitride-solutions for aluminum extrusion / C. Klopfer // Aluminium-Dusseldorf Then Isernhagen-Aluminium Verlag GMBH. — 2006. — Vol. 82, № 5. — Р. 389-395.

9. Eichler, J. Boron nitride (BN) and BN composites for high-temperature applications / J. Eichler, C. Lesniak // J. Eur. Ceram. Soc. — 2008. — Vol. 28, № 5. — P. 1105-1109.

10. Eichler, J. Boron nitride (BN) and boron nitride composites for applications under extreme conditions / J. Eichler, K. Uibel, C. Lesniak // Adv. Sci. Technol. — Trans. Tech. Publications. — 2010. — Vol. 65. — P. 61-69.

11. Jia, D. Effect of preforming process and starting fused SiO2 particle size on microstructure and mechanical properties of pressurelessly sintered BNp/SiO2 ceramic composites / D. Jia, L. Zhou, Z. Yang [et al.]] // J. Am. Ceram. Soc. — 2011. — Vol. 94, № 10. — P. 3552-3560.

12. Zhou, Y. Mechanical properties and plasma erosion resistance of ZrO2p (3Y)/BN-SiO2 ceramic composites under different sintering temperature / Y. Zhou, X. Duan, D. Jia [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — IOP Publishing, 2011. — Vol. 18, № 20. — P. 202, 203.

13. Zhang, X. High-temperature mechanical and thermal properties of h-BN/30 vol. % Y2SiO5 composite / X. Zhang, J. Chen, J. Zhang [et al.] // Ceram. Int. — 2015. — Vol. 41, № 9. — P. 10891-10896.

14. Zhang, X. Microstructure and mechanical properties of h-BN/Y2SiO5 composites / X. Zhang, J. Chen, J. Zhang [et al.] // Ceram. Int. — 2015. — Vol. 41, №. 1. — P. 1279-1283.

15. Cai, D. A novel BN-MAS system composite ceramics with greatly improved mechanical properties prepared by low temperature hot-pressing / D. Cai, Z. Yang, X. Duan [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. — 2015. — Vol. 633. — P. 194-199.

16. Cai, D. Inhibiting crystallization mechanism of h-BN on a-cordierite in BN-MAS composites / D. Cai, Zh. Yang, X. Duan [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. — 2016. — Vol. 36, № 3. — P. 905-909.

17. Chen, B. Tribological properties of solid lubricants (graphite, h-BN) for Cu-based P/M friction composites / B. Chen, Q. Bi, J. Yang [et al.] // Tribology International. — 2008. — Vol. 41, № 12. — P. 1145-1152.

18. Сагалович, В. В. Физико-химические основы получения пиролитического нитрида бора / В. В. Сагалович, А. Г. Чучкалов, В. И. Кардашов, М. Э. Тарасов. — Харьков : ХФТИ, 1991. — 284 c.

19. Голубев, А. С. Нитрид бора. Структура, свойства, получение / А. С. Голубев, А. В. Курдюмов, А. Н. Пилян-кевич. — Киев : Наукова думка, 1987. — 197 с.

20. Курдюмов, А. В. Полиморфные модификации углерода и нитрида бора / А. В. Курдюмов, В. Г. Мало-головец, Н. В. Новиков [и др.]. — М. : Металлургия, 1994. — 320 с.

21. Курдюмов, А. В. Закономерности структурообразования при карбидном синтезе нанокристаллического графитоподобного нитрида бора / А. В. Курдюмов, Т. С. Бартницкая, В. И. Ляшенко [и др.] // Порошковая металлургия. — 2005. — № 11/12. — С. 88-97.

22. Duan, X. Effect of sintering pressure on the texture of hot-press sintered hexagonal boron nitride composite ceramics / X. Duan, D. Jia, Z. Wu [et al.] // Scripta Mater. — 2013. — Vol. 68, № 2. — P. 104-107.

23. Duan, X. Anisotropic mechanical properties and fracture mechanisms of textured h-BN composite ceramics / X. Duan, M. Wang, D. Jia [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. — 2014. — Vol. 607. — P. 38-43.

24. Xue, J. X. Pressure-induced preferential grain growth, texture development and anisotropic properties of hot pressed hexagonal boron nitride ceramics / J. X. Xue, J. X. Liu, B. H. Xie, G. J. Zhang // Scripta Mater. — 2011. — Vol. 65, № 11. — Р. 966-969.

25. Ertug, B. Microstructural aspects of the hot-pressed hexagonal boron nitride ceramics with limited content of boron oxide / B. Ertug, T. Boyraz, O. Addemir // Mater. Sci. Forum. — Trans. Tech. Publications. — 2007. — Vol. 554. — P. 197-200.

26. Петруша, И. А. Фазовые и структурные превращения пиролитических материалов нитрида бора при высоких давлениях : дис. ... д-ра техн. наук / И. А. Петруша // ИСМ НАН Украины. Киев. — 2002. — 350 с.

27. Pat. 6306358 USA. Crystalline turbostratic boron nitride powder and method for producing same / Yamamoto О. — 2001. — 7 р.

28. Zhang, X. W. Microstructure of the intermediate turbostratic boron nitride layer / X. W. Zhang, H. G. Boyen, H. Yin [et al.] // Diamond Relat. Mater. — 2005. — Vol. 14, № 9. — Р. 1474-1481.

29. Курдюмов, А. В. Турбостратный нитрид бора: особенности структуры и фазовых превращений / А. В. Курдюмов, В. Ф. Бритун // Наноструктурное материаловедение. — 2010. — № 1. — С. 3-8.

30. Олейник, Г. С. Особенности структурно-фазовых превращений турбостратного BN при высоких давлениях и температурах / Г. С. Олейник, И. А. Петруша, А. В. Котко, М. В. Никишина // Электронная микроскопия и прочность материалов. Серия: Физическое материаловедение, структура и свойства материалов. — 2015. — № 21. — С. 102-109.

31. Nesmelov, D. D. Reaction sintered materials based on boron carbide and silicon carbide / D. D. Nesmelov, S. N. Perevislov // Glass and Ceramics. — 2015. — Vol. 71, № 9/10. — P. 313-319.

32. Perevislov, S. N. Effect of Si additions on the microstructure and mechanical properties of hot-pressed B4C / S. N. Perevislov, A. S. Lysenkov, S. V. Vikhman // Inorg. Mater. — 2017. — Vol. 53, № 4. — P. 376-380.

33. Перевислов, С. Н. Высокоплотная керамика на основе карбида бора / С. Н. Перевислов, П. В. Щербак, М. В. Томкович // Новые огнеупоры. — 2018. — № 1. — С. 33-37. [Perevislov, S. N. High density boron carbide ceramics / S. N. Perevislov, P. V. Shcherbak, M. V. Tomkovich // Refract. Ind. Ceram. — 2018. — Vol. 59, № 1. — P. 32-36.]

34. Перевислов, С. Н. Фазовый состав и микроструктура реакционно-связанных материалов на основе карбида бора / С. Н. Перевислов, П. В. Щербак, М. В. Томкович // Новые огнеупоры. — 2018. — № 4. — С. 96-100. [Perevislov, S. N. Phase composition and microstructure of reaction-bonded boron-carbide materials / S. N. Perevislov, P. V. Shcherbak, M. V. Tomkovich // Refract. Ind. Ceram. — 2018. — Vol. 59, № 2. — P. 179-183.]

35. Perevislov, S. N. Properties of SiC and Si3N4 based composite ceramic with nanosize component / S. N. Perevislov, D. D. Nesmelov // Glass and Ceramics. — 2016. — Vol. 73, № 7/8. — P. 249-252.

36. Перевислов, С. Н. Микроструктура и механические свойства LPS SiC-огнеупоров с высокодисперсной спекающей добавкой / С. Н. Перевислов, И. Б. Пантелеев, А. П. Шевчик, М. В. Томкович // Новые огнеупоры. — 2017. — № 10. — С. 42-47. [Perevislov, S. N. Microstructure and mechanical properties of SiC-materials sintered in the liquid phase with the addition of a finely dispersed agent / S. N. Perevislov, I. B. Panteleev, A. P. Shevchik, M. V. Tomkovich // Refract. Ind. Ceram. — 2018. — Vol. 58, № 5. — P. 577-582.]

37. Lysenkov, A. S. Composite material Si3N4/SiC with calcium aluminate additive / A. S. Lysenkov, K. A. Kim, D. D. Titov [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. — IOP Publishing. — 2018. — Vol. 1134, № 1. — P. 012-036.

38. Lukianova, O. A. Electrical resistivity of silicon nitride produced by various methods / O. A. Lukianova, A. N. Khmara, S. N. Perevislov [et al.] // Ceram. Int. — 2018. — № 9.

39. Wang, T. B. Physical and mechanical properties of hexagonal boron nitride ceramic fabricated by pressure less sintering without additive / T. B. Wang, C. C. Jin, J. Yang [et al.] // Advances in Applied Ceramics. — 2015. — Vol. 114, № 5. — P. 273-276.

40. Steinborn, C. Correlation between microstructure and electrical resistivity of hexagonal boron nitride ceramics / C. Steinborn, M. Herrmann, U. Keitel [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. — 2013. — Vol. 33, № 6. — P. 1225-1235.

41. Тарабанов, Р. В. Свойства материалов на основе нитрида бора / Р. В. Тарабанов, С. Н. Перевислов // Огнеупоры и техническая керамика. — 2017. — № 1/2. — С. 3-7.

42. Михайлов, Б. М. Борорганические соединения в органическом синтезе / Б. М. Михайлов, Ю. Н. Бубнов. — М. : Наука, 1977. — 515 с.

43. Спиридонов, В. С. Химическое модифицирование оксида кремния и гидроксилапатита борорганическими соединениями / В. С. Спиридонов, П. Г. Мингалев, Г. В. Лисичкин // Вестник Московского университета. — 2002. — Т. 43, № 5. — С. 315, 316.

44. Стороженко, П. А. Алюминий- и кремнийорганические соединения для современных нанокерамо-композитов / П. А. Стороженко, Г. И. Щербакова, А. М. Цирлин [и др.] // Инж. журнал «Нанотехника». — 2008. — № 2. — С. 25-33.

45. Пасечник, М. В. Оценка степени сшивания полимеров в композиционных составах для отделки материалов специального назначения / М. В. Пасечник, И. Н. Кулиш, Г. С. Сарибеков // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. — Херсон : ХНТУ, 2010. — Т. 16, № 1. — С. 39-43.

46. Файнер, Н. И. От кремнийорганических соединений предшественников к многофункциональному карбонитриду кремния / Н. И. Файнер // Журнал общей химии. — 2012. — Т. 82, № 1. — С. 47-56.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Перевислов С.Н. Структура, свойства и области применения графитоподобного гексагонального нитрида бора. Новые огнеупоры. 2019;(6):35-40. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-6-35-40

For citation: Perevislov S.N. Structure, properties and applications of graphite-like hexagonal boron nitride. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2019;(6):35-40. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-6-35-40

Просмотров: 44

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)