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德福鹏新材料:六方氮化硼的性质及用途

文章出处:德福鹏新材料 浏览次数:发表时间:2020-11-12 09:49
六方氮化硼,是各种氮化硼相中唯一存在于自然界的材料,属于六方晶系,其颜色为白色,又因和石墨烯有着相似的晶体结构及晶格常数,因此常被称作为白色石墨烯。
六方氮化硼的每一层都是由氮原子和硼原子交替紧密排列形成的、可以无限扩展的六边形晶格,各层原子沿轴方向按ABAB···方式进行排列,层内的原子与原子之间通过杂化方式的离子型共价键结合起来,层与层之间则是靠相对较弱的范德华力结合。
因此,六方氮化硼的每层结构是比较稳定的,但是沿轴方向的结合力较小,施加法向应力很容易,原子间距又较大,层间很容易发生滑动,所以是良好的润滑剂。
六方氮化硼没有明显的熔点,处于中性还原气体中,耐热温度可达2000℃;其熔点在惰性气体中达3000℃,同样温度在氮气中压强达刀100Pa时升华;处于氩气及氮气中可耐热至2800℃。
六方氮化硼
另外,在室温下,六方氮化硼与弱酸和强碱都不会发生化学反应,沸水中会缓慢水解并有少许氮和硼酸的产生,在冷水中不会溶解。
六方氮化硼的导热率可以达到石英的10倍,热膨胀系数也较高,因此具有良好的抗热震性能。
在水或油中分散氮化硼粉末也可用来制作压制或拉丝成型用的润滑剂,也可以用做高温炉滑动零件的润滑剂,其烧结体也可用来作为具有自润滑性的滑动零件和轴承材料。
六方氮化硼的压缩强度是170MPa,莫氏硬度为2,所以可使用一般机械加工的方法将其加工成精度很高的零部件制品。
由于拥有优良的物理化学性质,所以六方氮化硼在航空航天、冶金、电子、机械等领域都有着广泛的应用,包括但不限于以下:
  • 合成立方氮化硼;
  • 用作为原子反应堆结构材料;
  • 耐火材料的氧化添加剂;
  • 耐腐蚀、耐高温的氮化硼陶瓷材料和氮化硼复合陶瓷材料;
  • 飞机、火箭发动机喷口材料;
  • 等离子弧和抗高压及高频电的绝缘体;
  • 电子器件中的绝缘膜;
  • 精密铸造制品的脱模剂以及高温固体润滑剂;
  • 化妆品、半导体产业等。

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