[发明专利]新的氮化硼基化合物

说明书

本发明涉及到氮化硼基的新的陶瓷组合物。

本发明还涉及到制备这些组合物的方法。

最后，本发明还涉及到这些组合物在制造混合材料中的应用，特别是含有氮化硼的混合材料。

人们知道，氮化硼是一种越来越受欢迎的材料，主要是由于其高温稳定性、抗热冲击性、大的化学惯性以及其很好的热导率。另一方面，其微弱的导电率可选其作为绝缘材料。

当前，人们已知多种制备氮化硼的方法。

一种方法是，将气相的三氯化硼与氨进行反应。由此得到精细的粉末氮化硼，可将这种粉末进行熔烧用以获取大块材料。

最近，发现可以用产物母体的聚合物进行高温分解来制备氮化硼。

聚合物方法的优点主要是这种产品可以成形，尤其是在高温分解以后可以得到氮化硼纤维。

但问题在于上述一种或另一种方法所获得的氮化硼对于某些很特殊的用途并不总是具有合适的特性。

所以，确切地说，在制造氮化硼和硅化合物基的混合陶瓷产品的情况下，希望能够得到与所说硅化合物相容得极好的氮化硼基的产品，用以获得改善特性的组合物。

因而，本发明的一个目的是提供一种与硅陶瓷很好相容的氮化硼基陶瓷产品。

本发明的目的还在于提供简单、有效、经济和方便使用的方法，用于获得各种形状（粉末、线、纤维、模铸品、饰面、胶片、薄膜等）的所述氮化硼基的陶瓷产品。

为此，本发明首先提供一种新的基本为氮化硼基的陶瓷产品，其特征在于它含有大部分分布在所说产品外层中的硅原子。

本发明的氮化硼基的陶瓷产品一方面是很一般化的，它主要涉及到颗粒、纤维或所有其他形状的片材。

另一方面，外层的意思是指有一个厚度的物质，该物质厚度是从产品的表面开始进行测量的，约为几百埃的数量级。

在大多数情况下，要求在陶瓷产品中有50%以上的硅原子处在外层中。

而且本发明产品至少符合下面的一个特征：

-氮化硼基本为六面体的结晶形状;

-在陶瓷产品中的硅原子的重量百分比不超过10%;

-在陶瓷产品中的至少80%的硅原子处于200的外层中;

-硅原子以硅化合物的形式存在的，主要为氧氮化硅的形式;

-所说的氧氮化硅对应的化学式是Si₂N₂O。

另一方面，本发明的产品具有很好的纯度。总之，它只含有微量B₂O₃（＜2%摩尔）和碳（＜2%摩尔），这二种物质通常不利于氮化硼片材的质量。

所以根据该组合物本身，本发明的产品与含硅陶瓷，例如与氮化硅、碳化硅、氧氮化硅、氧氮化硅铝、硼化硅和二氧化硅，具有相当好的相容性，这是由于改善BN/Si界面特性的缘故。

现在将要描述本发明产品的制备方法。

根据本方法，在氨气氛下，并在高达1000和2000℃之间的温度下，将三卤甲硼烷（化合物A）和下面化学式Ⅰ（化合物B）

的化合物的混合物a）与至少含有一NH₂基（化合物c）的化合物b）反应所得到的作为产物母体的有机金属化合物进行高温分解。化学式（Ⅰ）中的X表示卤素原子，R₁和R₂表示相同或不同的甲硅烷基。

通常用以制备产物母体的起始化合物A是三氯甲硼烷，尽管其他的三卤甲硼烷，例如三氟、三溴或三碘（triido-）甲硼烷也可以适用。

化合物B也是普通含氯的化合物。

甲硅烷基团R₁和R₂最好为

R³、R⁴和R⁵基团在氢原子和含碳氢的基团之间进行选择，它们相同或不同的均可。

对于含碳氢的基团，可以例举有：烷基、环烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、烯烃基和炔基的基团。

确切地说，在适于本发明的烷基中，可以列举有：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基和辛基。在环烷基中可以列举有环戊基、环己基和环庚基。对于芳基的有：苯基和萘基;对于芳烷基有：苄基和苯乙基。

对于烯烃基可以详细地列举有：乙烯基、烯丙基、丁烯基和戊烯基。

最后，作为炔基可以列举有：乙炔基、丙炔基和丁炔基。

按照本发明方法的较佳实施例，化合物B的R¹和R²基最好是（三烷基）甲硅烷基，（三甲基）甲硅烷基。