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三說氮化硼:CBN的合成顏色成因

關鍵詞 氮化硼 , CBN|2021-06-02 10:10:51|來源 鄭州市材料研究學會
摘要 采用不同的觸媒會在CBN單晶形成的過程中產生不同的雜質,導致最后合成的CBN晶體顏色和性能差異。CBN晶體的顏色與其所含雜質種類及數量有關。其中的雜質除主要來源自觸媒外,也可能來自...

       采用不同的觸媒會在CBN單晶形成的過程中產生不同的雜質,導致最后合成的CBN晶體顏色和性能差異。CBN晶體的顏色與其所含雜質種類及數量有關。其中的雜質除主要來源自觸媒外,也可能來自于HBN原料。CBN晶體形態和顏色具有多樣性,發展的方向是可控可調。CBN晶體隨顏色的加深,晶體的晶形越完整,晶粒尺寸也越大。在HBN+Mg體系中,加入適量的MgO可導致合成的CBN晶體顏色由黑色變成黃色。

       杜勇慧等[杜勇慧,張鐵臣,張偉森. 用不同合成體系制備黑色立方氮化硼的研究[J]. 高壓物理學報,2011,25(3):242–246.]采用Mg +HBN、LiH +HBN、Li3N +HBN+B 和B +Li3N等四種體系分別合成出了黑色的CBN單晶,晶體粒徑在10~100 μm。

       對于CBN晶體顏色的形成機理有很多不同的觀點,有人認為晶體顏色的改變主要是由于晶體中含氧量的增加引起的,也有人認為晶體顏色變黑則與晶體生長過程中溫度有關,相同的體系中晶體顏色隨著溫度的升高而變深。

       現在普遍認為,晶體顏色變深是由于CBN晶體中B和N原子比例失調所致。合成CBN過程中選用金屬、氮化物、氮硼化物為觸媒,在不同的溫度和壓力條件下,可以合成出黑色、黃色、琥珀色和無色的CBN晶體。

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某公司幾種不同牌號的CBN單晶(來源于該企業網站)

 

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