Bornitrid ist eine chemische Verbindung mit der chemischen Formel BN, die eine gleiche Anzahl von Stickstoff- und Boratomen enthält. BN kommt in verschiedenen kristallinen Formen vor und ist isoelektronisch zu einem ähnlich strukturierten Kohlenstoffgitter. Die hexagonale Form entspricht dem Graphit, die kubische Form dem Diamant und eine weitere Form dem Wurtzit.
Bornitrid kommt in der Natur nicht vor und wird synthetisch aus Bortrioxid oder Borsäure hergestellt.
Anwendungen
Aufgrund der hohen chemischen und thermischen Stabilität werden Bornitridkeramiken als Bestandteile von Hochtemperaturgeräten verwendet. Bornitrid hat gute Aussichten für die Nanotechnologie. Es können Bornitrid-Nanoröhrchen hergestellt werden, die eine ähnliche Struktur wie Kohlenstoff-Nanoröhrchen haben, wie Graphen oder auf sich selbst aufgerollte Bornitridplatten, jedoch mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften.
Chemische Eigenschaften
Die chemischen Eigenschaften von Bornitrid sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
| Chemische Eigenschaften | |
|---|---|
| Chemische Formel | BN |
| Molekulargewicht | 24.82 |
| CAS-Nr. | 10043-11-5 |
| IUPAC Name | Bornitrid |
| Gruppe | III-V |
| Bandlücke | 6.2 eV |
| Bandlückentyp | Direkt |
| Kristallstruktur | Wurtzit, Zinkblende, hexagonal |
| Symmetriegruppe | C46v-P63mc, T2d-F43m, D6c-P63mmc |
| Gitterkonstante | 2.55 A 3.615 A 2.5-2.9 A |
Elektrische Eigenschaften
Die elektrischen Eigenschaften von Bornitrid für die Zinkblende-Kristallstruktur sind in der folgenden Tabelle angegeben:
| Elektrische Eigenschaften | |
|---|---|
| Elektronenbeweglichkeit | ≤200 cm2 V-1 s-1 |
| Lochbeweglichkeit | ≤500 cm2 V-1 s-1 |
| Elektronendiffusionskoeffizient | ≤5 cm2 s-1 |
| Lochdiffusionskoeffizient | ≤12 cm2 s-1 |
Thermische, Mechanische und optische Eigenschaften
Die thermischen, mechanischen und optischen Eigenschaften von Bornitrid sind in den nachstehenden Tabellen aufgeführt:
| Mechanische Eigenschaften | |
|---|---|
| Schmelzpunkt | 2973 °C |
| Dichte | 3.4870 g cm-3 3.450 g cm-3 2.0-2.28 g cm-3 |
| Bulk Modulus | 400 GPa 400 GPa 36.5 GPa |
| Optische Eigenschaften | |||
|---|---|---|---|
| Infrarot-Brechungsindex (300 K) | Wurtzit~=2.05 | Hexagonal ~=2.1 | Zinkblende ~=1.8 |