片状h-CN化合物的高温高压化学合成与表征

杨大鹏 李英爱 杜勇慧 苏作鹏 吉晓瑞 杨旭昕 宫希亮 张铁臣

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片状h-CN化合物的高温高压化学合成与表征

    通讯作者: 张铁臣

Chemical Synthesis and Characterization of Flaky h-CN by HPHT

    Corresponding author: ZHANG Tie-Chen
  • 摘要: 以高温烧结三聚氰胺制得的CNH化合物为C、N源,与分析纯单质硼粉以一定比例混合,在5.0~5.5 GPa、1 400~1 500 ℃高温高压条件下,经化学反应合成了六角硼碳氮(h-BCN)晶体。用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对产物进行了表征,结果表明,得到了含碳量较高的六方结构B0.18C0.66N0.16化合物,成分接近于BC4N,硼、碳、氮是以原子化合的形式存在;XRD分析确定该合成产物具有六角网状结构;SEM测量结果表明,B-C-N晶体具有片状六角形貌,尺寸在1 m左右。
  • [1] Liu A Y, Wentzcovitch R M, Cohen M L. Atomic Arrangement and Electronic Structure of BC2N [J]. Phys Rev B, 1989, 39: 1760-1765.
    [2] Huang F L, Cao Ch B, Xu X, et al. Synthesis of Hexagonal Boron Carbonitride Phase by Solvothermal Method [J]. Diam Relat Mater, 2004, 13: 1757-1760.
    [3] Sauter D, Weinmann M, Berger F, et al. X-Ray and Neutron Scattering and Solid State NMR Investigations on Precursor-Derived B-C-N Ceramics Using Isotopic Substitution [J]. Chem Mater, 2002, 14: 2859-2870.
    [4] Yuki T, Umeda S, Sugino T. Electrical and Optical Characteristics of Boron Carbon Nitride Films Synthesized by Plasma-Assisted Chemical Vapor Deposition [J]. Diam Relat Mater, 2004, 13: 1130-1134.
    [5] Stockel S, Weise K, Dietrich D, et al. Influence of Composition and Structure on the Mechanical Properties of BCN Coatings Deposited by Thermal CVD [J]. Thin Solid Films, 2002, 420-421: 465-471.
    [6] Wada Y, Yap Y K, Yoshimura M, et al. The Control of B-N and B-C Bonds in BCN Films Synthesized Using Pulsed Laser Deposition [J]. Diam Relat Mater, 2000, 9: 620-624.
    [7] Kim D H, Byon E, Lee S, et al. Characterization of Ternary Boron Carbon Nitride Films Synthesized by RF Magnetron Sputtering [J]. Thin Solid Films, 2004, 447-448: 192-196.
    [8] Knittle E, Kaner R B, Jeanloz R, et al. High-Pressure Synthesis, Characterization, and Equation of State of Cubic C-BN Solid Solutions[J]. Phys Rev B, 1995, 51: 12149-12156.
    [9] Satoshi N, Minoru A, Takayoshi S, et al. Segregative Crystallization of Several Diamond-Like Phases from the Graphitic BC2N without an Additive at 7. 7 GPa [J]. Chem Mater, 1994, 6: 2246-2251.
    [10] Zhang Y F, Tang Y H, Lee C S, et al. Nanocrystalline C-BN Synthesized by Mechanical Alloying [J]. Diam Relat Mater, 1999, 8: 610-613.
    [11] Yao B, Liu L, Su W H. Formation, Characterization, and Properties of a New Boron-Carbon-Nitrogen Crystal [J]. J Appl Phys, 1999, 86: 2464-2467.
    [12] Badzian A R. Cubic Boron Nitride-Diamond Mixed Crystals [J]. Materials Research Bulletin, 1981, 16: 1385-1393.
    [13] Bai S Zh, Yao B, Su W H. Synthesis, Characterization and Properties of B0. 44C0. 27N0. 29 Compounds [J]. Acta Physica Sinica, 2005, 54: 4627-4632. (in Chinese)
    [14] 白锁柱, 姚斌, 苏文辉. B0. 44C0. 27N0. 29化合物的合成、表征和性能 [J]. 物理学报, 2005, 54: 4627-4632.
    [15] Watannbe M O, Itoh S, Mizushima K, et al. Bonding Characterization of BC2N Thin Films [J]. Appl Phys Lett, 1996, 68: 2962-2964.
    [16] Gomez-Aleixandre C, Essafti A, Albella J M. Kinetic Study of the Diborane/Methylamine Reaction: Composition and Structure of C-B-N Films [J]. J Phys Chem B, 2000, 104: 4397-4402.
    [17] Watanabe M O, Itoh S, Mizushima K, et al. Structural and Electrical Characterization of BC2N Thin Films [J]. Thin Solid Films, 1996, 281-282: 334-336.
    [18] Marton D, Boyd K J, Al-Bayati A H, et al. Carbon Nitride Deposited Using Energetic Species: A Two-Phase System [J]. Phys Rev Lett, 1994, 73: 118-121.
    [19] Yu J, Wang E G, Ahn J, et al. Turbostratic Boron Carbonitride Films Produced by Bias-Assisted Hot Filament Chemical Vapor Deposition [J]. J Appl Phys 2000, 87: 4022-4025.
  • [1] 胡艺贺端威胡启威刘方明刘银娟王永坤张瑜 . 人工翡翠的高温高压合成及表征. 高压物理学报, 2015, 29(4): 241-247. doi: 10.11858/gywlxb.2015.04.001
    [2] 韩磊刘宝昌李文敏刘影 . CrB2的高温高压合成与物性研究. 高压物理学报, 2014, 28(4): 394-398. doi: 10.11858/gywlxb.2014.04.002
    [3] 朱品文贾晓鹏陈海勇陈立学李冬妹郭伟力马红安任国仲邹广田 . PbTe的高温高压合成. 高压物理学报, 2002, 16(3): 183-187 . doi: 10.11858/gywlxb.2002.03.004
    [4] 李莉萍魏诠刘宏建郑大方苏文辉 . 高温高压合成CeTbO3+的XPS研究. 高压物理学报, 1994, 8(3): 184-189 . doi: 10.11858/gywlxb.1994.03.005
    [5] 雷力蒲梅芳冯雷豪戚磊张雷雷 . 立方聚合氮(cg-N)的高温高压合成. 高压物理学报, 2018, 32(2): 020102-1-020102-5. doi: 10.11858/gywlxb.20170672
    [6] 邢莹莹何涌 . 高温高压合成翡翠的谱学特征初探. 高压物理学报, 2018, 32(6): 061102-1-061102-8. doi: 10.11858/gywlxb.20180545
    [7] 李和平谢鸿森郭捷张月明许祖鸣徐济安 . 高温高压下氧逸度的就位测量与控制. 高压物理学报, 1998, 12(2): 97-102 . doi: 10.11858/gywlxb.1998.02.004
    [8] 李和胜李木森 . 高温高压下Fe-Ni-C系合成金刚石的研究. 高压物理学报, 2007, 21(4): 401-408 . doi: 10.11858/gywlxb.2007.04.012
    [9] 郜浩安马帅领包括朱品文崔田 . 高硬度超导三元碳化物的高温高压合成. 高压物理学报, 2018, 32(2): 023301-1-023301-8. doi: 10.11858/gywlxb.20170633
    [10] 向军李莉萍 . KNb1-xMgxO3-的高温高压合成及输运性质研究. 高压物理学报, 2001, 15(4): 297-303 . doi: 10.11858/gywlxb.2001.04.010
    [11] 罗湘捷丁立业刘强叶俐罗伯诚 . 高温高压下B4C合成金刚石的研究. 高压物理学报, 1997, 11(4): 266-269 . doi: 10.11858/gywlxb.1997.04.006
    [12] 卢景瑞寇自力刘腾张雷雷丁未张强王强杨鸣龚红霞贺端威 . 亚微米级聚晶金刚石的高温高压合成. 高压物理学报, 2018, 32(2): 023302-1-023302-7. doi: 10.11858/gywlxb.20170574
    [13] 李丽许斌宫建红李木森 . 高温高压合成金刚石中触媒的价电子结构分析. 高压物理学报, 2006, 20(4): 372-378 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.04.006
    [14] 赵旭东林峰刘晓旸侯为民刘维娜苏文辉 . 富硼稀土硼化物NdB6的高温高压合成. 高压物理学报, 1996, 10(3): 170-175 . doi: 10.11858/gywlxb.1996.03.002
    [15] 杜勇慧张铁臣苏作鹏崔启良 . 镁橄榄石和顽辉石的高温高压合成. 高压物理学报, 2006, 20(3): 281-284 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.010
    [16] 马贤锋阎学伟 . 高温高压下氮化硼的结晶化及立方氮化硼的合成. 高压物理学报, 1996, 10(2): 97-101 . doi: 10.11858/gywlxb.1996.02.003
    [17] 杨斌陆凤国赵旭东刘晓旸 . 1 000 t Walker型高温高压装置的使用与压力标定. 高压物理学报, 2011, 25(4): 303-309 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.04.003
    [18] 路大勇李莉萍车裕禄苗继鹏刘宏建苏文辉 . Sr1-xLaxTiO3的高温高压合成及XPS研究. 高压物理学报, 1998, 12(2): 115-119 . doi: 10.11858/gywlxb.1998.02.007
    [19] 郝兆印贺义兴陈宇飞王德荣王琰弟 . 高温高压条件下石墨的再结晶与金刚石单晶的生长. 高压物理学报, 1992, 6(2): 81-91 . doi: 10.11858/gywlxb.1992.02.001
    [20] 陆凤国邱利霞丁战辉郭星原吕洋赵旭东刘晓旸 . ZrN-ZrB2纳米复合材料的高压制备及性能表征. 高压物理学报, 2011, 25(2): 104-110 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.02.002
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-10-24
  • 录用日期:  2007-01-17
  • 刊出日期:  2007-09-05

片状h-CN化合物的高温高压化学合成与表征

    通讯作者: 张铁臣
  • 1. 吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林长春 130012

摘要: 以高温烧结三聚氰胺制得的CNH化合物为C、N源,与分析纯单质硼粉以一定比例混合,在5.0~5.5 GPa、1 400~1 500 ℃高温高压条件下,经化学反应合成了六角硼碳氮(h-BCN)晶体。用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对产物进行了表征,结果表明,得到了含碳量较高的六方结构B0.18C0.66N0.16化合物,成分接近于BC4N,硼、碳、氮是以原子化合的形式存在;XRD分析确定该合成产物具有六角网状结构;SEM测量结果表明,B-C-N晶体具有片状六角形貌,尺寸在1 m左右。

English Abstract

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