Механизм синтеза кубического нитрида бора в системах Mg–BN и AlN−BN

Abstract

Выполнено экспериментальное изучение механизма образования кубического нитрида бора (cBN) в системах Mg–BN и AlN–BN при высоких давлениях и температурах. В системе Mg–BN синтез cBN происходит из расплава после плавления образовавшейся промежуточной фазы Mg₃B₂N₄. В системе AlN–BN превращение гексагонального графитоподобного нитрида бора (hBN) в кубический протекает без присутствия жидкой фазы. hBN растворяется в твердом нитриде алюминия и пересыщает его по отношению к cBN. Кубический нитрид бора выделяется из пересыщенного раствора BN в AlN. Лимитирующей стадией превращения является диффузия атомов бора и азота в вюрцитном нитриде алюминия (wAlN). Энергия активации превращения составляет 170 ± 40 kJ/mol.

The mechanism of cubic boron nitride (cBN) formation in the Mg–BN and AlN–BN systems has been studied at high pressures and temperatures. In the Mg–BN system, the cBN synthesis proceeds from the liquid phase after melting of the Mg₃B₂N₄ intermediate compound which was formed previously. In the AlN–BN system the transformation of hexagonal graphite-like boron nitride (hBN) into cubic one proceeds without a liquid phase. The hexagonal BN dissolves in aluminium nitride solid solution and supersaturates it with respect to cBN. Then cBN precipitates from the supersaturated solution of BN in AlN. A limiting stage of the transformation is the diffusion of boron and nitrogen atoms in wurtzitic aluminium nitride. Activation energy of the transformation is 170 ± 40 kJ/mol.