六方氮化硼

六方氮化硼（白石墨）为松散、润滑、易吸潮的白色粉末，真密度2.27/cm3,莫氏硬度为2，机械强度低，但比石墨高（见表1）。无明显熔点，在0.1Mpa氮气中于3000℃升华。在氮或氩气中的最高使用温度℃，在氧气气氛中的稳定性较差，使用温度1000℃以下。六方氮化硼膨胀系数低，导热率高，所以抗热震性优良，在1200～20℃循环百次也不破坏。表2为BN和几种膨胀系数陶瓷性能的比较。从表中看出，BN的膨胀系数相当于石英，但导热率却为石英的10倍。六方氮化硼属六方晶系，具有类似石墨的层次结构，故有白石墨之称。其晶体结构和石墨结构的对比示如表3，每一层有B、N原子相间排列成六角环状网络。层内原子之间呈很强的共价结合，所以结构紧密。层间为分子健结合，结合弱，故容易削弱。层内B—N原子间距为0.142nm,弹性模量E为910Gpa，而层间原子间距为0.335nm弹性模量只有30GpaBN与石墨不仅结构一致，而且晶格常数十分相似。表1BN陶瓷的机械强度及其与石墨和Al2O3的对比。氮化硼石墨Al2O3平行方向垂直方向抗压强度（Mpa）31528335~801200~1900抗弯强度（Mpa）60~8040~5015~25220~350表2BN和其他材料的热性能BNBeOAl2O3滑石瓷ZrO2石英玻璃氟树脂最高使用温度（℃）1000(空气)2800(氩气)200017501100200013025导热系数（W/m.k）25.1255.125.12.512.091.67~4.19膨胀系数（*10-6/℃）0.7(⊥)7.5(‖)7.88.68.710.06.5表3BN和石墨的晶体结构六方氮化硼是热的良导体，又是典型的电绝缘体。常温电阻率可达1016~1018即使在1000℃，电阻率仍有104~106Ω.cm。BN的介电常数3~5，介质损耗为（2~8）*10-4，击穿强度为Al2O3的两倍，达30~40Kv/mm.六方氮化硼具有良好的润滑性，抗氧化性，抗腐蚀性，绝缘性，导热性和化学稳定性。可以用于制造TiB2/BN复合陶瓷，还可以用于高级耐火材料和超硬材料，水平连轧钢的分离环，用于耐高温润滑剂和高温涂料同时还是合成立方氮化硼的原料。六方氮化硼有优良的化学稳定性。对大多数金属熔体，如钢、不锈钢、Al、Fe、Ge、Bi、Si、Cu、Sb、Sn、In、Cd、Ni、Zn等既不润湿又不发生作用。因此，可用作高温电偶保护套，熔化金属的坩埚、器皿、输送液体金属的管道、泵零件、铸钢的磨具以及高温电绝缘材料等。利用BN的耐热耐蚀性，可以制造高温构件、火箭燃烧室内衬、宇宙飞船的热屏蔽、磁流件发电机的耐蚀件等。利用六方氮化硼的耐热耐蚀性，可以制造高温构件、火箭燃烧室内衬、宇宙飞船的热屏蔽、磁流件发电机的耐蚀件等。利用六方氮化硼的绝缘性，可以用作加热器的绝缘子，加热管套管和高温、高频、高压绝缘散热部件。在电子工业中，用作制备砷化镓、磷化镓、磷化铟的坩埚，半导体分装散热底板、移相器的散热棒，行波管收集极的散热管，半导体和集成电极的P型扩散源和微波窗口。在原子反应堆中，用作中子吸收材料和屏蔽材料。还可用作红外、微波偏振器，红外线滤光片，激光仪的光路通道，超高压压力传递材料等。六方氮化硼还是十分优异的高温润滑剂和金属成型脱膜剂，可以作为自润滑轴承的部分。具体用途如下：1．塑料树脂等聚合物的添加剂，可增加这些材料的强度及耐热、耐腐、耐幅射等性能。2．可用为抗氧化、抗水的润滑脂。3．有机物脱氢、合成橡胶及铂重整经程的催化剂。4．晶体管的热封干热剂。5．铝蒸发容器材料。6．氮化硼和钛热压成型，即二硼化钛、氮化钛和氮化硼的混合物，具有很高的耐温及抗氧化、抗冲刷性能。7．可用作固体润滑剂及耐磨材料。8．用作特殊电解、电阻材料，可在高温下使用。9．苯的吸附剂。10．氮化硼粉末压制成材料，并可加工成各种形状，用于不同目的。11．在触媒参与下，高温高压处理，转变为立方氮化硼。