六方氮化硼在坩埚上的应用

六方氮化硼（h-BN）被誉为“白色石墨烯”，是制造高性能坩埚的一种理想陶瓷材料。其层状晶体结构由硼、氮原子交替排列而成，层间依靠范德华力结合，这一特殊结构为其带来了耐高温、抗热震、化学惰性等突出性能，使其特别适用于高温、高腐蚀性的熔炼环境。

六方氮化硼熔点接近3000℃，在惰性或真空气氛下可长期工作在2000℃以上，仍保持结构稳定。它对大多数熔融金属（如铝、铜、贵金属等）、盐类及玻璃液具有优异的抗侵蚀能力，能够有效避免熔体污染，保证材料纯度。同时，h-BN热膨胀系数极低，导热良好，耐热冲击性能出色，即使在急冷急热条件下也不易破裂。其质地润滑，具有不粘性，熔体冷却后易于分离，便于脱模。此外，它还是一种优良的高温电绝缘材料。

基于这些性能，h-BN坩埚在多个高端领域具有重要应用。在金属冶金中，它被用于熔炼、提纯或蒸发铝、镁、锡等活泼金属，有效保障金属的高纯度与高回收率。在半导体工业中，h-BN舟或坩埚用于分子束外延（MBE）或化学气相沉积（CVD）工艺，作为蒸发源或承载器皿，生长氮化镓等化合物半导体，不会引入杂质污染。在光学玻璃与石英熔炼中，h-BN容器能够抵抗高温玻璃液的侵蚀，有助于获得无缺陷、高透光率的产品。

目前常见的h-BN坩埚主要包括热压成型体和化学气相沉积涂层两种类型。热压坩埚强度较高，而CVD涂层坩埚纯致密度极佳。尽管六方氮化硼坩埚成本显著高于传统材质，但其在提升工艺水平、产品纯度及良率方面的优势，使其在半导体、新能源、航空航天等前沿科技领域仍不可或缺。随着制备技术不断发展，其应用潜力还将进一步释放。