Synthesis of Boron Nitride by Reduction of Boron Oxide with Aluminum in Nitrogen

D. A. Tkachev; Ткачев Д. А.; M. Kh. Ziatdinov; Зиатдинов М. Х.; I. A. Zhukov; Жуков И. А.; V. A. Litvinova; Литвинова В. А.; I. A. Belchikov; Бельчиков И. А.; N. G. Kravtsov; Кравцов Н. Г.

doi:10.31857/S0044457X23600354

Синтез нитрида бора алюминотермическим восстановлением борного ангидрида в среде азота

Авторы: Ткачев Д.А.¹, Зиатдинов М.Х.¹, Жуков И.А.¹, Литвинова В.А.², Бельчиков И.А.¹, Кравцов Н.Г.¹
Учреждения:
1. Томский государственный университет
2. Томский государственный архитектурно-строительный университет
Выпуск: Том 68, № 10 (2023)
Страницы: 1405-1412
Раздел: СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
URL: https://rjmseer.com/0044-457X/article/view/666176
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X23600354
EDN: https://elibrary.ru/AJOUQB
ID: 666176

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследования процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) нитрида бора в ходе протекания химических реакций алюминотермического восстановления борного ангидрида в среде азота. Методами рентгеноструктурного анализа исследован фазовый состав порошковых продуктов реакций в зависимости от давления азота в ходе синтеза. Установлено, что в результате СВС на основе системы B₂O₃–Al можно получить порошковый материал состава BN–Al₂O₃ с содержанием гексагонального нитрида бора 20–28 мас. % в зависимости от давления азота. По результатам исследования микроструктуры показано, что полученные порошковые материалы содержат отдельные частицы гексагонального нитрида бора размером <3 мкм. Различия в плотности и морфологии BN и Al₂O₃ определяют возможность выделения BN из получаемой порошковой смеси с применением пневмоциркуляционных методов разделения порошковых материалов.

Ключевые слова

самораспространяющийся высокотемпературный синтез, порошковые материалы, гексагональный нитрид бора, фазовый состав

Список литературы

Перевислов C.Н. // Новые огнеупоры. 2019. № 6. P. 35. https://doi.org/10.1007/s11148-019-00355-5
Chen B., Bi Q., Yang J. et al. // Tribol. Int. 2008. V. 41. № 12. P. 1145. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2008.02.014
Engler M., Lesniak C., Damasch R. et al. // Ceram. Forum Int. 2007. V. 84. № 12. P. E49.
Eichler J., Lesniak C. // J. Eur. Ceram. Soc. 2008. V. 28. № 5. P. 1105. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2007.09.005
Sigl L.S., Hunold K. // Iron Steelmaker. 1991. V. 18. № 2. P. 31.
Rudolph S. Aluminium Cast House Technology: Seventh Australian Asian Pacific Conference. John Wiley & Sons, 2013. 163 p.
Santosh S., Rajkumar K., Gnanavelbabu A. // Mater. Sci. Forum. Trans Tech Publications. 2015. V. 830–831. P. 87. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.830-831.87
Jia D., Zhou L., Yang Z. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2011. V. 94. № 10. P. 3552. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2011.04540.x
Jia K., Meng X., Wang W. // Processes. 2021. V. 9. № 5. P. 871. https://doi.org/10.3390/pr9050871
Bao J. // Electron. Mater. Lett. 2016. V. 12. P. 1. https://doi.org/10.1007/s13391-015-5308-2
Kumar R., Sahoo. S., Joanni E. et al. // Nano Res. 2019. V. 12. № 11. P. 2655. https://doi.org/10.1007/s12274-019-2467-8
Liu T., Li Y., He J. et al. // New J. Chem. Royal Soc. Chem. 2019. V. 43. № 8. P. 3280. https://doi.org/10.1039/C8NJ05299A
Chao Y., Tang B., Luo J. et al. // J. Colloid Interface Sci. 2021. V. 584. P. 154. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2020.09.075
Zhao G., Wang A., He W. et al. // Adv. Mater. Interfaces. 2019. V. 6. № 7. P. 1900062. https://doi.org/10.1002/admi.201900062
Yoosefian M., Etminan N., Zeraati Moghani M. et al. // Superlattices Microstruct. 2016. V. 98. P. 325. https://doi.org/10.1016/j.spmi.2016.08.049
He Y., Li D., Gao W. et al. // Nanoscale. 2019. V. 11. № 45. P. 21909. https://doi.org/10.1039/C9NR07153A
Chigo-Anota E., Escobedo-Morales A., Hermandez-Cocoletzi H. et al. // Physica E: Low Dimens. Syst. Nanostruct. 2015. V. 74. P. 538. https://doi.org/10.1016/j.physe.2015.08.008
Sukhorukova I.V., Zhitnyak I.Y., Kovalskii A.M. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2015. V. 7. № 31. P. 17217. https://doi.org/10.1021/acsami.5b04101
Hu J., Yue M., Zhang P. et al. // Angew. Chem. Int. 2020. V. 59. № 17. P. 6715. https://doi.org/10.1002/anie.201914819
Yoon S.J., Jha A. // J. Mater. Sci. 996. V. 31. № 9. P. 2265. https://doi.org/10.1007/BF00356318
Tagawa H., Itouji O. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 962. V. 35. № 9. P. 1536. https://doi.org/10.1246/bcsj.35.1536
Hirano S.-I., Yogo T., Asada S. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 1989. V. 72. № 1. P. 66. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1989.tb05955.x
Chen G.-Q., He X.-D., Han J.-C. et al. // J. Mater. Sci. Lett. 2000. V. 19. № 1. P. 81. https://doi.org/10.1023/A:1006772320587
Haubner R., Wilhelm M., Weissengacher R. et al. Structure and Bonding. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2002. P. 1. https://doi.org/10.1007/3-540-45623-6_1
Gafri O., Grill A., Itzhak D. et al. // Thin Solid Films. 1980. V. 72. № 3. P. 523. https://doi.org/10.1016/0040-6090(80)90542-8
Evseev N.S., Matveev A.E., Nikitin P.Y. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 8. P. 1319. https://doi.org/10.1134/S0036023622080095
Bazhin P.M., Konstantinov A.S., Chizhikov A.P. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 12. P. 2040. https://doi.org/10.1134/S0036023622601696
Сафаева Д.Р., Титова Ю.В., Майдан Д.А. // Современные материалы, техника и технологии. 2018. № 5(20). С. 70.
Сафаева Д.Р., Титова Ю.В., Майдан Д.А. // Современные материалы, техника и технологии. 2019. № 5(26). С. 164.
Borovinskaya I.P., Ignat′eva T.I., Vershinnikov V.I. et al. // Inorg. Mater. 2003. V. 39. P. 588. https://doi.org/10.1023/A:1024097119257
Амосов А.П., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Порошковая технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза материалов. М.: Машиностроение-1, 2007. 567 с.
Мержанов А.Г., Мукасьян А.P. // Твердопламенное горение. М.: ООО “ТОРУС ПРЕСС”, 2007. 336 с.