High-Energy Density and Superhard Nitrogen-Rich B-N Compounds
Notice bibliographique
Résumé
The pressure-induced transformation of diatomic nitrogen into nonmolecular polymeric phases may produce potentially useful high-energy-density materials. We combine first-principles calculations with structure searching to predict a new class of nitrogen-rich boron nitrides with a stoichiometry of ${\mathrm{B}}_{3}{\mathrm{N}}_{5}$ that are stable or metastable relative to solid ${\mathrm{N}}_{2}$ and $h$-BN at ambient pressure. The most stable phase at ambient pressure has a layered structure ($h{\text{\ensuremath{-}}\mathrm{B}}_{3}{\mathrm{N}}_{5}$) containing hexagonal ${\mathrm{B}}_{3}{\mathrm{N}}_{3}$ layers sandwiched with intercalated freely rotating ${\mathrm{N}}_{2}$ molecules. At 15 GPa, a three-dimensional $C22{2}_{1}$ structure with single N-N bonds becomes the most stable. This pressure is much lower than that required for triple-to-single bond transformation in pure solid nitrogen (110 GPa). More importantly, $C22{2}_{1}\text{\ensuremath{-}}{\mathrm{B}}_{3}{\mathrm{N}}_{5}$ is metastable, and can be recovered under ambient conditions. Its energy density of $\ensuremath{\sim}3.44\text{ }\text{ }\mathrm{kJ}/\mathrm{g}$ makes it a potential high-energy-density material. In addition, stress-strain calculations estimate a Vicker's hardness of $\ensuremath{\sim}44\text{ }\text{ }\mathrm{GPa}$. Structure searching reveals a new clathrate sodalitelike BN structure that is metastable under ambient conditions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».