Кубический нитрид бора
Также нитрид бора нашёл широкое применение в реакциях промышленного органического синтеза и при крекинге нефти, в изделиях высокотемпературной техники, в производстве полупроводников, получении высокочистых металлов, газовых диэлектриков, как огнетушащее средство.
Нитрид бора входит в состав получения промышленной керамики.
Боразон предназначен для:
· изготовления изделий, применяемых в высокотемпературной технике (тигли, изоляторы, тигли для получения полупроводниковых кристаллов, детали электровакуумных приборов);
· производства полупроводниковых приборов и интегральных схем (твердотельные планарные источники примеси бора, диэлектрические прокладки конденсаторов);
· деталей электровакуумных приборов (окон выводов энергии, стержней теплоотводов).
РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
Таблица данных взятых из справочника:
| ΔH298, кДж/моль | ΔS298, Дж/моль | ΔG298, кДж/моль | Ср Дж/моль |
BN | 648 | 212 | 615 | 19.7 |
PH3 | -5 | 210.2 | - | 31 |
NH3 | -46.2 | 192.6 | - | 50.3 |
BP | 455 | 202.1 | - | - |
Рассчитаем тепловой эффект, энтропию, изменение стандартной энергии Гиббса при Т=2980 К и стандартном давлении для следующей реакции по формулам, используя таблицу данных.
BP+NH3 → BN(k)+PH3
ΔH298=∑nΔH298прод.-∑nΔH298исх.
ΔH298=(648+(-5))-(455+(-46,2))=234,2 · 103 Дж/моль
ΔS298=∑n ΔS298прод.- ∑n ΔS298исх.
ΔS298=(212+210,2)-(202,1+192,6)=27,6 Дж/моль
ΔG298= ΔH298-T · ΔS298
ΔG298=234,2 · 103-298·27,6=151 кДж/моль
Теперь рассчитаем всё тоже самое, но только в интервале температур 2980±150К и построим график зависимости ΔG=f(T).
ΔHT= ΔH298+∫298ΔCp dT
ΔST= ΔS298+∫298ΔCp/T dT
ΔGT= ΔHT- TΔST
Расчет:
ΔH283=648+19.7(283-298) = 352.5 кДж/моль
ΔH288=648+19.7(288-298) = 451 кДж/моль
ΔH293= 648+19.7(293-298) =623, 3 кДж/моль
ΔH298=648+19.7(298-298) =648 кДж/моль
ΔH303=648+19.7(303-298) =746, 5 кДж/моль
ΔH308=648+19.7(308-298) =845 кДж/моль
ΔH 313=648+19.7(313-298) =943.5 кДж/моль
ΔH318=648+19.7(318-298) =985 кДж/моль
ΔS283=27,6+19.7(ln283- ln 298)=26.61 кДж/моль
ΔS288=27,6+19.7(ln 288- ln 298)=27.01 кДж/моль
ΔS293=27,6+19.7(ln 293- ln 298)=27.4 кДж/моль
ΔS298=27,6+19.7(ln 298- ln 298)=27.6 кДж/моль
ΔS303=27,6+19.7(ln 303- ln 298)=28.7 кДж/моль
ΔS308=27,6+19.7(ln 308- ln 298)=28.9 кДж/моль
ΔS313=27,6+19.7(ln 313- ln 298)=29.3 кДж/моль
ΔS318=27,6+19.7 (ln 318- ln 298)=29.6 кДж/моль
ΔG283=352.5*103-283*26.61=345 кДж/моль
ΔG288=451-288*27.01=443.3 кДж/моль
ΔG293=623, 3-293*27.4=615.2 кДж/моль
ΔG298=648-298*27.6=639.7 кДж/моль
ΔG303=746, 5 -303*28.7=737.3кДж/моль
ΔG308=845-308*28.9=835.6кДж/моль
ΔG313=943.5 -313*29.3=933.3кДж/моль
ΔG318=985-318*29.6=975.4кДж/моль
T, K
318
283
300 1000
ΔG, кДж/моль
Построили график зависимости ΔG=f(T), из него видно, что с увеличением температуры растет ΔG(в выбранном интервале).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ:
На основе проделанной работы можно сделать вывод о том, боразон, как соединение типа AIIIBV на основе бора, обладает высокой химической стойкостью, большой шириной запрещённой зоны, малой энергией ионизации примесных центров. Получение боразона связано с технологическими трудностями (использование техники сверхвысоких давлений ). Его свойства на данный момент не до конца изучены, но уже сейчас можно говорить о том, что он является удачным материалом для полупроводниковых приборов, предназначенных для работы в широком интервале температур.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Шмарцев Ю.В., ВаловЮ.А., Борщевский А.С.,
Тугоплавкие алмазоподобные проводники.
М.Металлургия,1964
2. WentorfR.H. J. Chem. Phys., 1962
3. Гёринг Х., Полупроводниковые соединения AIIIBV.М.
Металлургия,1967.
4. Кировская И.А., Поверхностные свойства
алмазоподобных полупроводников.1984.
5. Рябин В.А., Термодинамические свойства веществ.1983.
6. Морачевский С.М., Сладков Д.Ю. Физико-химические
свойства молекулярных соединений.