六方相氮化硼中氮和硼的杂化的电子排布图什么样

六方相氮化硼，看结构，氮原子和磷原子是共面的，那么就是SP杂化，也就是氮原子和磷原子各拿出三个电子，形成电子对；立方相氮化硼则是SP3杂化，氮原子和磷原子只形成一个电子对，另外氮原子还有一对电子自己成电子对

六方氮化硼晶体结构是氮和硼组成六角网状层面，互相重叠，构成晶体。

六方氮化硼，别称白石墨。六方氮化硼是最简单的硼氮高分子。与石墨中的六角碳网相似，六方氮化硼中氮和硼也组成六角网状层面，互相重叠，构成晶体。晶体与石墨相似，具有反磁性及很高的异向性，晶体参数两者也颇为相近。 氮化硼主要用于耐火材料、半导体固相掺杂源、原子堆的结构材料、防中子辐射的包装材料、火箭发动机组成材料、高温润滑剂和脱模剂。

六方型氮化硼为白色粉末，在高压下大约3000℃熔融。具有良好的电绝缘性、导热性、抗腐蚀性和良好的润滑性。化学稳定性较好，常温下不与水、酸、碱反应。与水共煮缓慢水解生成硼酸和氨。与热浓或熔融碱以及热的氯气发生反应。可耐2000℃高温。具有很强的吸电子能力。可用硼砂和氯化铵在氨气流中加热制得。

化学性质：

氮化硼具有抗化学侵蚀性质，不被无机酸和水侵蚀。在热浓碱中硼氮键被断开。1200℃以上开始在空气中氧化。真空时约2700℃开始分解。微溶于热酸，不溶于冷水，相对密度2.29。压缩强度为170MPa。在氧化气氛下最高使用温度为900℃，而在非活性还原气氛下可达2800℃，但在常温下润滑性能较差。氮化硼的大部分性能比碳素材料更优。

对于六方氮化硼：摩擦系数很低、高温稳定性很好、耐热震性很好、强度很高、导热系数很高、膨胀系数较低、电阻率很大、耐腐蚀、可透微波或透红外线。氮化硼主要用于耐火材料、半导体固相掺杂源、原子堆的结构材料、防中子辐射的包装材料、火箭发动机组成材料、高温润滑剂和脱模剂。

用氮化硼加工的纤维可用作无机合成工程材料，广泛用于宇航、国防工业。立方氮化硼还可用作深井钻头、高速切削工具。水热合成法是在高压釜里的高温、高压反应环境中，采用水作为反应介质，使得通常难溶或不溶的物质溶解，反应还可进行重结晶。水热技术具有两个特点，一是其相对低的温度，二是在封闭容器中进行，避免了组分挥发。

由于钢铁材料硬度很高，因而加工时会产生大量的热，金刚石工具在高温下易分解，且容易与过渡金属反应，而该材料热稳定性好，且不易与铁族金属或合金发生反应，可广泛应用于钢铁制品的精密加工、研磨等。除具有优良的耐磨性能外，耐热性能也极为优良，在相当高的切削温度下也能切削耐热钢、铁合金、淬火钢等，并且能切削高硬度的冷硬轧辊等。

据外媒报道， 六方氮化硼(h-BN)是2D材料中的“铁人”，它非常抗裂，以至于可以违背一个世纪以来工程师们仍用其来测量韧性的理论描述。 “我们在这种材料中观察到的东西是了不起的，”来自莱斯大学、这项研究的论文通讯作者Jun Lou指出，“没有人会想到在2D材料中会出现这种情况。这就是为什么它如此令人兴奋。”

Lou通过比较h-BN及其表亲石墨烯的断裂韧性解释了这一发现的重要意义。石墨烯和h-BN在结构上几乎相同。在每一种结构中，原子排列在相互连接的六边形平面晶格中。在石墨烯中，所有的原子都是碳原子，而在h-BN中，每个六边形包含三个氮原子和三个硼原子。

石墨烯中的碳碳键是自然界中最强的，这应该能使石墨烯成为周围最坚硬的材料。但这里却存在一个陷阱。即使只有几个原子不正常，石墨烯的表现也会从非凡变成平庸。在现实世界中，没有一种材料是无缺陷的，Lou指出，这就是为什么断裂韧性--或抗裂缝增长--在工程中如此重要。

“我们在七年前测量了石墨烯的断裂韧性，它实际上并不是很抗断裂，”Lou说道，“如果晶格上有裂纹，一个小载荷就会破坏这种材料。”

总之石墨烯是非常脆的。英国工程师A.A.Griffith曾在1921年发表了一项开创性的断裂力学理论研究，其描述了脆性材料的失效。Griffith的工作描述了材料中裂纹的大小和使裂纹增长所需的力之间的关系。

Lou在2014年的研究表明，石墨烯的断裂韧性可以用Griffith的时间检验标准来解释。考虑到氢氮化硼的结构跟石墨烯相似，人们预计它也会很脆。

然而事实并非如此。六方氮化硼的抗断裂性能约是石墨烯的10倍，由于这种材料在断裂测试中的表现是如此得出人意料，以至于无法用Griffith公式来描述。

“让这项工作如此激动人心的是，它揭示了一种被认为是完美脆性材料的内在增韧机制，”来自新加坡南洋理工大学、这项研究的论文合著者Huajian Gao表示，“显然，即使是Griffith也无法预见到两种具有相似原子结构的脆性材料的断裂行为会如此截然不同。”

Lou、Gao及他们的同事们追踪了各种不同的材料行为，结果发现，由于h-BN含有两种元素而非一种元素而出现了轻微的不对称现象。“硼和氮是不一样的，所以即使你有这个六边形，它也不完全像碳六边形，因为这种不对称的排列，”Lou说道。

另外他还指出，理论描述的细节是复杂的，但结果是h-BN的裂缝有分支和转弯的趋势。在石墨烯中，裂缝的尖端直接穿过材料。但h-BN的晶格不对称产生了一个可以形成分支的“分叉”。

“如果裂缝分叉了，那就意味着它正在转向。如果你有这种转向裂缝，它基本上需要消耗额外的能量来进一步驱动裂缝。因此，通过使裂纹更加难以扩展，材料有效地变韧了，”Lou说道。

Gao则指出：“固有的晶格不对称使h-BN具有一种永久性的倾向，即移动的裂缝会偏离其路径，就像一个滑雪者失去了保持平衡的姿势以直线前进的能力。”

由于其耐热性、化学稳定性和介电特性，六方氮化硼在2D电子和其他应用中已经成为了一种极其重要的材料，这使得它既可以作为支撑基础又可以作为电子元件之间的绝缘层。Lou指出，h-BN惊人的韧性也使其成为2D材料制成的柔性电子产品的抗撕裂性能的理想选择，这种材料往往非常脆。

“基于2D的电子产品的利基领域是柔性设备，”Lou说道。他表示，除了像电子纺织品这样的应用外，2D电子设备也足够薄，这样可以用于更奇特的应用如电子纹身和可以直接连接到大脑的植入物。

“对于这种类型的配置，你需要确保材料本身在弯曲时具有机械上的坚固性，”Lou指出，“h-BN的抗断裂性能对2D电子领域来说是个好消息，因为它可以使用这种材料作为一种非常有效的保护层。”

Gao则称这些发现也可能为通过工程结构不对称制造坚韧的机械超材料指明了一条新途径。

“在极端载荷下，断裂可能是不可避免的，但它的灾难性影响可以通过结构设计减轻，”Lou说道。

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