La síntesis
de nitruro de boro.
por nitruración con anhídrido de boro (B4O3) es uno de los métodos importantes para la producción industrial de nitruro de boro. Debido al bajo punto de fusión del anhídrido de boro (el estado vítreo es 294 °C, el estado cristalino es 450-600 °C), se convierte en una masa fundida de alta viscosidad a la temperatura de nitruración, lo que dificulta el flujo de amoníaco y hace que la reacción sea lenta. y extremadamente incompleto. Para superar este inconveniente, se puede utilizar material de alto punto de fusión como relleno para reducir la viscosidad de la masa fundida de anhídrido de boro. El relleno en sí no participa en la reacción y puede eliminarse fácilmente al final. Los rellenos comúnmente utilizados son el óxido de magnesio (MgO), el carbonato de calcio (CaCO3), el fosfato tricálcico [Ca3(PO4)2], el nitruro de boro (BN), etc. Entre ellos, el fosfato tricálcico es el mejor,
El anhídrido bórico y el fosfato tricálcico se mezclan uniformemente en una relación de masa de 5:3. Después del procesamiento según este proceso, la reacción de nitruración se lleva a cabo en un horno eléctrico tubular de cuarzo o corindón. El dispositivo del cuerpo del horno está ligeramente inclinado para facilitar el drenaje. La reacción de nitruración comienza aproximadamente a los 300°C, continúa hasta los 800°C e inicialmente está casi completa, y la temperatura final es de 900-1000°C durante 4-24 horas. Las principales reacciones de todo el proceso de nitruración son:
B2O3+2NH3→2BN+3H2O
Una vez completada la reacción, el relleno de fosfato tricálcico se puede lavar con ácido clorhídrico y el anhídrido de boro residual se puede lavar con alcohol caliente a 70 °C para obtener
nitruro de boro crudo
, llamado nitruro de boro "900 °C", con una tasa de conversión de 75% ~ 85%, la fracción de masa es 80% ~ 90%, y la principal impureza es el compuesto intermedio de boro. Estas impurezas pueden purificarse continuando la nitruración en amoníaco a 1400 °C, o calentándolas a más de 1800 °C en nitrógeno o argón para volatilizarlas.