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氮化硼纳米管的应用及制备方法?

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氮化硼纳米管的应用及制备方法?

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,暂无简介 2021-08-22回答

氮化硼纳米管是一种具有优异机械性能、耐热性和抗氧化性能的材料。它还具有稳定的宽禁带半导体特性,不受管径和手性影响,因此在纳米尺度的电子器件、纳米结构的陶瓷和高强度纤维材料等领域有广泛的应用。

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氮化硼的应用

六方氮化硼晶体的分子式是BN,它是一种类似石墨的层状结构材料,由氮(N)原子和硼(B)原子构成。氮化硼具有优良的电绝缘性、耐高温性、抗氧化性和耐化学腐蚀性,因此被广泛应用于机械、冶金、电子、航空航天等高科技领域。

氮化硼纳米管是一种具有类似碳纳米管的一维纳米中空结构的材料。它由一层或多层六方氮化硼层状结构卷曲而成。氮化硼纳米管具有与碳纳米管相媲美的力学性能和热传导性,同时具有更优异的化学稳定性和抗氧化性能。此外,氮化硼纳米管是一种宽禁带半导体材料,其带隙宽度为5.5eV,电学性能不受管径和手性的影响。这些特性使得氮化硼纳米管在纳米电子学、电子散热元件、固体/液体润滑剂、纳米复合材料和高温结构部件等领域具有广泛的应用前景。

氮化硼纳米管的制备方法

近年来,研究人员开展了许多合成氮化硼纳米管的工作,制备方法包括电弧放电法、激光烧蚀法、机械球磨法、碳纳米管置换法和化学气相沉积法等。

其中一种氮化硼纳米管的制备方法包括以下步骤:

  1. 将氧化硼和金属镁按摩尔比1:0.8-1.2混合,在球磨机中球磨12-72小时,得到粒径2-5微米的固体粉末。
  2. 将步骤1中得到的固体粉末放置于垂直真空射频感应加热炉中,在保护气氛下从常温开始升温,升温速率为每分钟50-70°C,温度升到1200-1400°C时,通入280-320毫升/每分钟氨气,保温2-3小时,然后停止通入氨气,再在保护气氛下自然降温至室温,得到白色固体物质。
  3. 将步骤2中得到的固体,先用0.1 N硝酸水溶液浸渍3-5小时,再用去离子水冲洗2-6次。
  4. 将步骤3中得到的白色固体放入80-100°C烘干箱中,保温4-8小时,最后得到氮化硼纳米管。步骤2中的保护气氛可以是氩气、氖气或氮气。
 
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