Language
Country/Area
No result found
Jelajahi tiga bentuk kristal boron nitrida: Tahukah Anda rahasianya?
Boron nitrida (BN) adalah senyawa tahan suhu tinggi dan kimia yang terdiri dari boron dan nitrogen. Rumus kimianya adalah BN. Senyawa ini memiliki berbagai bentuk kristal yang berbeda dari kisi karbon yang secara struktural serupa. Artikel ini akan memberi Anda pemahaman mendalam tentang tiga bentuk kristal boron nitrida utama: BN amorf, BN heksagonal, dan BN kubik, serta sifat dan aplikasinya masing-masing.
Sejarah boron nitrida
Penemuan boron nitrida dapat ditelusuri kembali ke tahun 1842, ketika William Henry Balman, seorang guru kimia di Liverpool College di Inggris, pertama kali mensintesis boron nitrida melalui reaksi reduksi asam borat dan arang dengan adanya kalium sianida.
Struktur dan bentuk
Boron nitrida hadir dalam berbagai bentuk, masing-masing dengan susunan atom boron dan nitrogen yang berbeda, yang memberinya sifat fisik yang berbeda. Mari kita lihat bentuk utama kristal ini.
Bentuk amorf (a-BN)
Bentuk amorf boron nitrida (a-BN) bersifat non-kristalin dan tidak memiliki keteraturan atom apa pun dalam jarak yang jauh. Sifatnya mirip dengan karbon amorf dan cocok untuk digunakan dalam beberapa situasi khusus.
Bentuk heksagonal (h-BN)
Boron nitrida heksagonal (h-BN) adalah bentuk kristal yang paling stabil dan paling banyak digunakan. Struktur berlapisnya mirip dengan grafit, dengan atom nitrogen dan boron di antara lapisan yang dihubungkan oleh ikatan kovalen yang kuat, sementara lapisan berinteraksi satu sama lain oleh gaya van der Waals yang lebih lemah.
Lapisan tunggal boron nitrida heksagonal mirip dengan grafena, tetapi tampilannya berwarna putih dan bersifat isolasi listrik, sehingga berpotensi berguna dalam perangkat elektronik.
Bentuk kubik (c-BN)
Boron nitrida kubik (c-BN) memiliki struktur yang mirip dengan berlian. Meskipun kurang stabil daripada heksagonal, ia tetap mempertahankan sifat-sifatnya di lingkungan suhu dan tekanan tinggi. Boron nitrida kubik banyak digunakan dalam peralatan pemrosesan bijih karena tahan terhadap oksidasi pada suhu tinggi.
Bentuk wiltzite (w-BN)
Bentuk wiltzite dari boron nitrida (w-BN) adalah struktur langka yang mirip dengan homolog grafit. Meskipun penelitian terkini tentangnya masih terbatas, prediksi intensitas potensialnya menjadikannya fokus penelitian.
Sifat fisik boron nitrida
Bentuk kristal boron nitrida masing-masing memiliki sifat fisik yang berbeda. Misalnya, kekerasan dan konduktivitas boron nitrida heksagonal relatif tinggi pada bidangnya dan sangat berkurang tegak lurus terhadap bidang tersebut.
Boron nitrida dalam bentuk kubik dan wiltzite menunjukkan sifat mekanis yang lebih konsisten di semua arah, membuatnya lebih menarik bagi industri.
Stabilitas termal dan stabilitas kimia
Boron nitrida heksagonal sangat unggul dalam hal stabilitas termal. Ia dapat menahan dekomposisi di udara hingga 1000 °C dan bahkan hingga 2800 °C dalam lingkungan gas inert. Selain itu, boron nitrida relatif tahan terhadap asam umum, tetapi larut dalam garam cair alkali dan nitrida tertentu.
Sintesis dan Aplikasi
Sintesis boron nitrida terutama bergantung pada reaksi konversi dan metode perlakuan tekanan tinggi dan suhu tinggi. Asam borat atau boron oksida bereaksi dengan amonia untuk menghasilkan boron nitrida. Karena sifat pelumasannya yang sangat baik, boron nitrida heksagonal telah digunakan secara luas dan memainkan peran penting dalam pelumas, keramik, perangkat elektronik, dan bidang lainnya.
Di sisi lain, boron nitrida kubik digunakan untuk membuat perkakas dan bahan abrasif, terutama saat mengerjakan baja, dan menawarkan keuntungan yang berbeda dari berlian. Selain itu, boron nitrida amorf secara bertahap menemukan aplikasi dalam perangkat semikonduktor, terutama dalam MOSFET.
Kesimpulan
Singkatnya, boron nitrida memiliki bentuk kristal yang beragam dan menunjukkan sifat khususnya sendiri dalam berbagai aplikasi industri. Ketiga bentuk kristal utama ini tidak hanya memajukan pemahaman kita tentang boron nitrida, tetapi juga membuka kemungkinan baru untuk pola ilmu material baru di masa mendatang. Jadi, bagaimana bentuk material unik ini akan memengaruhi pengembangan teknologi di masa mendatang?
