氮化硼
氮化硼结构式
氮化硼结构式氮化硼(Boron Nitride)是一种具有多种用途的结构材料。
它是一种多维度,具有独特性质和强大功能的二维材料,其构型也被称为碳纳米管。
它能够用于众多应用领域,可以大大提高其处理性能,例如可以用于导电、阻燃、导热等方面。
1)氮化硼的结构氮化硼是一种包含氮结合的硼元素的二维碳材料,其分子结构由四角形的硼原子组成,每个硼原子都是由四个氮原子所围绕。
氮化硼的结构,形成了一种又稳定又强健的结构,可以抵挡更多的压力。
2)氮化硼的特性(1)高温稳定性:氮化硼具有非常好的耐热性,在高温环境中它仍然能够保持其原有的结构,并能够承受较大的温度,且不易变形损伤。
(2)低热传导性:氮化硼具有非常低的热传导性,它能够在低温下有效地将热量减少到最低,可以延长其使用寿命。
(3)防腐性:氮化硼在正常环境中具有非常好的耐腐蚀性,可以有效地防止有害物质对其进行腐蚀,从而防止材料受损。
(4)阻燃性:氮化硼可以有效地阻止火焰蔓延,降低燃烧危害。
(5)电磁屏蔽:氮化硼具有很好的电磁隔离功能,能有效地阻挡电磁波的传播,以防止有害电磁波对设备的损害。
3)应用(1)炉窑技术:氮化硼常被用作发动机和航空发动机的炉窑,其耐高温性能可以有效避免发动机组件受损。
(2)变速器技术:氮化硼可以用于制作用于保护变速箱的密封件,其耐热性和低热导率的特性非常适合应用于变速器处理部分。
(3)电子产品技术:氮化硼在电子产品行业也有着重要的应用,电子产品的元件有高的复杂度,散热性能也比较好,而氮化硼的低热传导性可以很大程度上降低元件温度,以防止元件过热损坏。
(4)体育用品:氮化硼具有优异的硬度,刚度和耐磨性,因此也被用于体育用品,如球拍、击剑、盾牌等。
(5) 医疗器械:氮化硼由于具有绝缘性、抗菌性和耐腐蚀性的特性,可用于制造电子和机械装置,如止血带、温控器、医疗设备等。
氮化硼粉末的作用的用途
氮化硼粉末的作用的用途氮化硼粉末是一种重要的陶瓷材料,具有多种用途,在工业、军事、航空航天等领域都得到广泛应用。
本文将从氮化硼粉末的性质、制备方法、应用领域等方面进行介绍。
一、氮化硼粉末的性质氮化硼是一种化合物,化学式为BN,属于五配位的共价化合物。
其晶体结构为类似于石英的均质晶体,属于非金属陶瓷材料。
氮化硼具有极高的硬度、高温稳定性、热导率高、绝缘性好等特点,因此被称为“超级陶瓷”。
氮化硼的硬度仅次于金刚石和立方氮化硼,其硬度可达3000~4000kg/mm2,比碳化硅高出20%左右,比氧化锆高出100%以上。
由于其硬度高,具有优异的耐磨性,可以用于制造耐磨陶瓷及切削工具。
氮化硼的热导率高达70~80W/m·K,为金属的2~3倍,这使得氮化硼可以用于制造高温导热陶瓷和高温传热元件。
此外,氮化硼具有很好的化学惰性和绝缘性,所以也可以用于制造化学防护陶瓷和高性能电子器件。
目前,氮化硼粉末的制备方法主要有以下几种。
1. 热解法热解法是一种将含硼和含氮物质混合在一起经高温反应得到氮化硼粉末的方法。
通常将含硼物质(如硼酸、硼酸铝等)和含氮物质(如尿素、氨基酸等)按一定配比进行混合,然后在高温下进行反应。
反应温度一般在1400~1800℃之间,反应产物为氮化硼和一些碳化物或氮气等气体。
最后,用酸或碱溶液处理,去除杂质,得到氮化硼粉末。
2. 气相沉积法气相沉积法是一种通过热分解气体产生的氮化硼颗粒,再沉积到基板上形成氮化硼薄膜的方法。
通常将含硼和含氮物质的气体混合送入高温反应器中,经过化学反应后形成氮化硼粉末,随后通过气体传输沉积到基板上,得到氮化硼薄膜。
3. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种将含硼和含氮的铝酸盐或硅酸盐材料在溶液中进行混合、水解、凝胶化、干燥、焙烧等过程,得到氮化硼纳米粉末的方法。
1. 切削工具由于氮化硼是一种超硬材料,具有极高的硬度和耐磨性,因此可用于制造高效切削工具,如钻头、刀片、铣刀、车刀等。
氮化硼材料的性能及应用研究
氮化硼材料的性能及应用研究第一章、氮化硼材料的概述氮化硼(BN)是一种既具有固体又具有陶瓷特性的非金属材料,由硼和氮两种元素组成。
它是由若干个六元环式BN层同轴堆积而成,原子间键合熔点高,能量热稳定,且极硬壳脆,耐腐蚀性强。
它也是一种具有高导热系数和高摩擦系数的优质绝缘材料。
氮化硼材料极度稳定,在在高温或是极端环境下稳定性较高,不怕受到腐蚀甚至是被辐射。
同时,它的化学性质极为不活泼、惰性,不易与其他材料发生反应。
因此,氮化硼材料在特殊的应用场合中是很受欢迎的材料之一。
第二章、氮化硼材料的性能氮化硼材料结构坚固,硬度极高,稳定。
随着其应用领域的不断扩大,其性能也变得越来越卓越。
以下,我们分别介绍一些氮化硼材料常见的性能特点。
1.优异的机械性能:氮化硼材料具有极高的硬度,且力学强度高而稳定。
该材料的摩擦系数和抗磨损性能都很优良,它的热冲击强度极高,且抗弯抗挤性能都很稳定,因此在高温高压的环境中应用十分广泛。
2.热性能优异:氮化硼耐高温性强,能够在高温、低压的环境中稳定、使用。
这正是其基本上适应一切的工作环境,且其热胀性小,在高温环境中相对稳定且不易变形。
同时,该材料的导热系数很高,比不少金属材料都要高得多。
3.优良的光学性能:氮化硼材料经过特殊处理后透光性佳,折射率高,反射光质量高,因此在光学导体制造上面有着广泛的应用。
在半导体、LED等压电元器件的制造中也有着广泛的应用。
4.优秀的电学性能:氮化硼材料是高阻抗、高绝缘性的,半导体材料上非常受欢迎。
同时也是陶瓷电容器、高压开关器、高频绝缘子和良好的电子元器件材料。
第三章、氮化硼材料的应用鉴于氮化硼材料的物理特性,它自然被应用于多个领域,不单单是材料领域,更是被广泛应用到超硬材料、陶瓷制品、导电材料以及光学设备等领域上面。
1.超硬材料的制造氮化硼材料作为一种极硬且坚固的材料,在超硬材料制造中有着十分重要的作用,因为氮化硼结构的稳定性良好,能够容忍外部的压力,同时也能够在极高环境下“化妆品测评”。
氮化硼及碳化硼
氮化硼氮化硼(BN)是一种由相同数量的氮原子和硼原子组成的双化合物,因此它的实验式是BN。
氮化硼和碳是等电子的,并和碳一样,氮化硼是多形的:其中一形体类似于钻石而另一个则类似于石墨。
类似于钻石的形体是现时所知的几乎最硬的物质,即立方氮化硼;类似于石墨的形体是一种十分实用的润滑剂,即六方氮化硼。
一.六方氮化硼1.1简介形态相似于石墨的氮化硼,也称六方氮化硼、h-BN、α-BN或g-BN (graphitic BN),有时也称“白石墨”,它是最普遍使用的氮化硼形态。
和石墨相似,六方形态是由许多片六边形组成。
这些薄片层与层之间的相关结构(registry)不同,但是从石墨的排列模式中看出,这是由于硼原子在氮原子上面使氮化硼的原子变成椭圆的。
如此结构反映出硼—氮链的极性。
氮化硼中较低的共价性质,使它成为导电性相对于石墨较低的半金属,电在它六边形薄片中pi-链的网络中流通。
六方氮化硼的缺乏颜色,显示较低的电子离域性,表示其能隙较大。
六方氮化硼在极低和极高(900℃)的温度甚至是氧气下都是一种很好的润滑剂,它在石墨的导电性和与其它物质的化学反应造成困难时特别有用。
由于它的润滑机理并不涉及到层面之间的水分子,氮化硼润滑剂还可以在真空下使用,如在太空作业时。
六方氮化硼在空气中高达1000℃、真空中1400℃和在惰性气体中2800℃都仍然稳定,也是其中一种导热性最好的绝缘体。
它对多数物质都不产生化学反应,也不被许多融化物质所沾湿(如:铝、铜、锌、铁和钢、铬、硅、硼、冰晶石、玻璃和卤化盐)。
1.2制备工艺:①国内传统的合成方法是无水硼砂与氯化铵或尿素等混合后,1000℃下在管式炉中于氨气保护下反应,再经水洗、酸洗得到氮化硼产品。
Na2B4O7+2NH4Cl+NH3=4BN+2NaCl+7H2O②使用无水硼砂和三聚氰胺作为硼源及氮源进行反应,制得氮化硼,其反应式为:此方法与上述方法合成出的产品有所不同,其合成出的六方结晶形态不完整,有些外国厂商认为此方法合成出的氮化硼为六方乱层结构(hexagonal turbostratic crystals),也简称为t-BN,由于该种氮化硼的结晶在低温下不完整,当在高温(1600-2000℃)下,其结晶反而会生长的较大且完整,因此该方法生产出的产品如经过高温精制工序,会生成3-5微米的较大结晶。
氮化硼-
低的热膨胀系数及高导热率,使六方氮化硼的抗热冲击性能相当优良。
2 六方氮化硼
六方氮化硼的性能
②机械性能。摩擦系数低至0.16,高温下不增大,比二
硫化钼、石墨耐温高,氧化气氛可用到900℃,真空下可用 到2000℃。常温下润滑性能较差,故常与氟化石墨、石墨 与二硫化钼混合用作高温润滑剂。 六方氮化硼是一种软性材料,莫氏硬度仅为2。由于BN晶 体的类石墨层状结构,由片状晶体热压成型的致密HBN瓷体 具有一定程度的定向排列,这种微观组织使HBN制品的某些 性能具有较明显的各向异性特性。热压HBN的机械性能在平 行于受压方向的强度比垂直于受压方向的强度大。 另一特点是机械加工性好,可以车、铣、刨、钻、磨、切 ,并且加工精度高,所以可用一般机械加工方法加工成精度 很高的零部件制品。
多的分解温度可达 3 000 ℃的化合物之一,hBN 纤维被用作防热透波部件的陶瓷基复合材料的增强剂, 可制造耐烧蚀、介电性能和抗震性能优良的超高温防热功能 材料。h-BN 纤维的拉伸强度和弹性模量决定了其使用性能 。 (1)化学转化法该方法是以硼酸为原料先制备出 B2O3 凝胶纤维,然后将其在 NH3(低温氮化)及 N2(高温氮化)气氛 下高温转化为 h-BN 纤维。 (2)硼–氮有机先驱体法。首先将分别含硼和氮的有机化 合物经化学反应合成可用于制备h-BN 的高聚物先驱体,再 将其纺丝制成纤维,先驱体纤维经高温氮化转化为 h-BN 纤 维。
2 六方氮化硼
石墨结构与六方 氮化硼结构
2 六方氮化硼
六方氮化硼的性能
六方氮化硼(h-BN)具有优良的电绝缘性、极好的化学稳 定性以及优良的介电性能。
①热性能。无明显熔点,在0.1MPA氮气中3000℃升华,
在惰性气体中熔点3000℃,在中性还原气氛中,耐热到 2000℃,在氮气和氩中使用温度可达2800℃,在氧气气氛中 稳定性较差,使用温度1000℃以下。 六方氮化硼是陶瓷材料中导热最大的材料之一,导热率为 石英的十倍,在垂直于 c 轴方向上有较高的热导率 60W/(m· K);低的热膨胀系数,相当于石英,是陶瓷中最小 的,在c轴方向上的热膨胀系数为41x10^-6/C ,而在d轴方 向上为2.3x10^-6/C,所以抗热震性能很好。
氮化硼标准
氮化硼标准
氮化硼标准是对氮化硼材料的制备、性质、应用等方面所制定的规定和标准化的要求。
这一标准涵盖了氮化硼的化学成分、纯度、晶体结构、物理性质、机械性能、热学性质、光学性质等多个方面,旨在确保氮化硼材料的质量和稳定性,并推动其在各个领域的应用和发展。
氮化硼是由氮原子和硼原子构成的晶体,具有多种变体,如六方氮化硼(HBN)、菱方氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)等。
这些变体具有不同的物理和化学性质,因此氮化硼标准中对不同变体的性质和应用都有详细的规定。
例如,六方氮化硼是一种具有类似石墨层状结构的白色粉末,具有良好的电绝缘性、导热性和化学稳定性,因此被广泛应用于高温润滑、涂层材料、陶瓷增强剂等领域。
而立方氮化硼则是一种超硬材料,硬度仅次于金刚石,可用于刀具、磨料等领域。
氮化硼标准的制定和执行对于确保氮化硼材料的质量和稳定性具有重要意义。
它有助于规范氮化硼材料的制备工艺和应用范围,提高产品的性能和可靠性,降低生产成本,并推动氮化硼材料在各个领域的应用和发展。
总之,氮化硼标准是一项重要的标准化工作,它为氮化硼材料的制备、性质、应用等方面提供了统一的规定和要求,有助于推动氮化硼材料的发展和应用,促进相关产业的可持续发展。
超低介电常数氮化硼
超低介电常数氮化硼
氮化硼(BN)是一种具有超低介电常数(除金属外罕见)和非常低的损耗特性的金属氧化物半导体材料
因此,它是目前用于电子和微控制设备的新兴行业。
氮化硼可以用于制造电容器,以及作为通用的绝缘层,用于实现低阻抗连接。
此外,它还可以被用作多层电路板(PCB)中的层隔抗衬底材料,其中用于增强电路性能的表面波动可以得到有效抑制。
此外,氮化硼在微波技术中也受到了广泛的应用。
例如,它可以用作微波尺具成像材料,以减小微波尺具的阻抗。
此外,它可以被广泛用作屏蔽绝缘材料,用于抑制电磁干扰和泄漏电磁波辐射。
氮化硼在制作振荡器和滤波器中也可被用于电路实现抑制射频信号的外部干扰和调节。
最后,氮化硼的特性也使其成为可能的传感器/探测器材料,如气体传感器、超声空间测量传感器以及压力传感器等。
它们可用于
检测和测量各种参数,如温度、湿度和压力等。
氮化硼的多孔结构也可以用来实现可控的气体渗透率和液体吸附,以及纳米结构的超传导及催化性能的研究。
总之,氮化硼具有许多独特的性能和特性
它在各种应用中都表现出了巨大的潜力。
例如,它可以用于电子材料、通信设备、微电子器件、微波技术,以及传感器以及探测器材料的研究。
【精品文章】一文了解氮化硼(BN)材料
一文了解氮化硼(BN)材料
在100多年前,氮化硼在贝尔曼的实验室首次被发现,该材料得到较大规模发展是在20世纪50年代后期。
氮化硼(BN)是一种性能优异并有很大发展潜力的新型陶瓷材料,包括5种异构体,分别是六方氮化硼(h-BN),纤锌矿氮化硼(w-BN),三方氮化硼(r-BN)、立方氮化硼(c-BN)和斜方氮化硼(o-BN)。
广泛应用于机械、冶金、化工、电子、核能和航空航天领域。
图1 氮化硼的六方晶型、闪锌矿晶型和纤维锌矿晶型
1. 氮化硼简介
氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体,分子式为BN,分子量
24.81。
化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮,理论密度2.27g/cm3。
氮化硼粉末具有松散、润滑、质轻、易吸潮等性质,颜色洁白。
氮化硼制品呈象牙白色。
目前对氮化硼的研究主要集中在对其六方相(H-BN)和立方相(C-BN)上的研究。
图2 氮化硼粉末及氮化硼晶体
氮化硼的性能可以主要分为以下几个方面:
在机械特性方面:拥有不磨蚀、低磨耗、尺寸安全性、润滑性佳、耐火及易加工等优点。
在电气特性方面:拥有介电强度佳、低介电常数、高频率下低损耗、可微波穿透、良好的电绝缘性等优点。
在热力特性方面:拥有高热传导、高热容量、低热膨胀、抗热冲击、高温润滑性及高温安定性等优点。
氮化硼
氮化硼形态相似于石墨的氮化硼,也称六方氮化硼、h-BN、α-BN或g-BN (graphitic BN),有时也称“白石墨”,它是最普遍使用的氮化硼形态。
[1]和石墨相似,六方形态是由许多片六边形组成。
这些薄片层与层之间的相关结构(registry)不同,但是从石墨的排列模式中看出,这是由于硼原子在氮原子上面使氮化硼的原子变成椭圆的。
如此结构反映出硼—氮链的极性。
氮化硼中较低的共价性质,使它成为导电性相对于石墨较低的半金属,电在它六边形薄片中pi-链的网络中流通。
六方氮化硼的缺乏颜色,显示较低的电子离域性,表示其能隙较大。
六方氮化硼在极低和极高(900 °C)的温度甚至是氧气下都是一种很好的润滑剂,它在石墨的导电性和与其它物质的化学反应造成困难时特别有用。
由于它的润滑机理并不涉及到层面之间的水分子,氮化硼润滑剂还可以在真空下使用,如在太空作业时。
六方氮化硼在空气中高达1000 °C、真空中1400 °C和在惰性气体中2800 °C都仍然稳定,也是其中一种导热性最好的绝缘体。
它对多数物质都不产生化学反应,也不被许多融化物质所沾湿(如:铝、铜、锌、铁和钢、铬、硅、硼、冰晶石、玻璃和卤化盐。
[来源请求])细粒的h-BN被用于一些化妆品、颜料、补牙剂和铅笔芯。
[来源请求]制造六方氮化硼可由三氯化硼经过氮化或氨解后制作而成。
六方氮化硼部件可由加热加压和其后的机械加工造出,因为它的硬度与石墨相当,所以加工成本不高。
这些部件都由氮化硼粉末制造,以氧化硼作为烧结剂。
氮化硼薄膜可以由三氯化硼和氮雏形化学气相沉积后形成。
而工业制造是基于两个化学反应:熔化的硼酸与氨、硼酸或碱性硼化物与尿素、胍、蜜胺或其他适当的氮气中的有机氮化合物。
制作超细氮化硼润滑剂和toner 则需要在氮气中以5500°C高温燃烧硼粉末。
•六方晶形α-BN•六方晶形α-BN•闪锌矿晶形β-BN•纤维锌矿晶形的BN立方氮化硼极其坚硬,尽管硬度仍低于钻石和其他相似物质。
氮化硼的合成和应用
氮化硼的合成和应用氮化硼是一种重要的陶瓷材料,具有高硬度、高熔点、高导热性和高化学稳定性等优良性能,因此被广泛应用于材料学、化学官能化学、能源领域等众多领域。
本文将介绍氮化硼的合成方法以及其在不同领域中的应用。
一、氮化硼的合成方法氮化硼的合成方法有很多种,常见的包括反应烧结法、热传导法、化学气相沉积法等。
以下将详细介绍其中的几种方法。
1. 反应烧结法反应烧结法是一种简单而又经济的氮化硼合成方法。
通过将硼粉和氨气一起在高温下反应,生成氮化硼粉末。
反应烧结法的优点是原料易得,操作简单,但缺点是反应时间长,过程中易产生杂质。
2. 热传导法热传导法是一种通过在高温下使氨气在铜表面解离,然后使其与射入的硼棒反应而生成氮化硼的方法。
热传导法的优点是合成速度快,粉末纯度高,但缺点是需要大量的铜棒,并且设备成本高昂。
3. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种将金属硼和氨气反应生成氮化硼的方法。
该方法可以在较低的温度下进行,且反应速度快,生成物纯度高,但设备与技术要求较高。
二、氮化硼的应用氮化硼广泛应用于许多领域,如材料学、化学官能化学、能源领域等。
1. 材料学氮化硼具有极高的硬度和强度,而且耐磨,具有优异的力学性能,在制造高性能切削工具、陶瓷颗粒强化金属基复合材料、高温轴承等方面得到广泛应用。
此外,氮化硼还可以用作高温涂层材料、传感器等方面。
2. 化学官能化学氮化硼在化学官能化学方面得到广泛应用,在药物分析中,可以用作固相萃取柱的填充物;在合成化学中,作为一种新型的还原剂可以用于有机合成;在光电功能材料的制备中,又可以作为合成氮化硅纳米盘状块状和棒状结构的前驱体等。
3. 能源领域氮化硼在氢能源领域有着重要的应用。
氮化硼具有较高的化学惰性、较低的水解反应活性以及良好的氢渗透性,可以用作氢气的储存介质,具有广泛的应用前景。
另外,氮化硼还被用于太阳能电池、储氢合金等领域。
三、结论综上所述,氮化硼是一种重要的陶瓷材料,具有优异的性能和广泛的应用前景。
氮化硼
立方氮化硼
立方氮化硼更是一种集多种优异功能于一身的多种功能材料, 它的硬度仅次于金刚石,但稳定性高于金刚石。立方氮化硼 具有高稳定性、高热导率、高硬度以及宽带隙等一系列优异 的性能,使得它在高温大功率半导体器件研制、短波长和紫 外光电子器件制备、热沉材料、切削和磨削材料、耐高温耐 磨防护涂层、高通透高稳定性窗口研制等方面具有广阔的 应用前景。
(3)化学气相沉积法 )化学气相沉积法(CVD)
化学气相沉积法法制备六方BN粉一般采用热壁式反应器, 将含B、N的气态原料通过载气导入到一个反应室内,在高温 下气态原料之间发生化学反应生成BN粉,其中硼源普遍采用 BF3、 BBr3等含硼的化合物,氮源一般是NH3 或N2 。例如 以硼酸乙脂和氨气为原料,采用化学气相沉积法在1000℃下 沉积制备六方BN纳米微球。 化学气相沉积法制备的六方BN粉末纯度和球形度都较高, 但在制备过程中需要对多种因素进行精确控制。
六方氮化硼的用途
六方氮化硼是一种耐高温、耐腐蚀、高导热率、 高绝缘性以及润滑性能优良的材料,被广泛地应用于 石油、化工、机械、电子、电力、纺织、核工业、 航天等部门。 1.利用六方氮化硼优良的化学稳定性,可用作 熔炼蒸发金属的坩埚、舟皿、液态金属输送管、 火箭喷口、大功率器件底座、熔化金属的管道、 泵零件、铸钢的模具等。
2.高速铣削灰口铸铁 高速铣削灰口铸铁 高速铣削灰铸铁时,一般粗加工当然可以使用K类 硬质合金,精加工可用氮化硼陶瓷刀片。切削速度快. 刀具寿命长、加工质量好。 3.用于精密加工 用于精密加工 4.切削陶瓷 切削陶瓷 目前普遍采用的金刚石砂轮磨削工艺存在着加工效率 低、加工成本高等缺点。而氮化硼刀具加工效率高、加 工成本低、表面粗糙度低。
氮化硼的测定
氮化硼的测定
氮化硼(BN)是一种无机化合物,一般用于高温材料、陶瓷、涂料等领域。
下面是一种常用的氮化硼测定方法:
1. 原理:氮化硼在高温下与酸反应生成硼酸,然后通过测定硼酸浓度来确定氮化硼含量。
2. 实验步骤:
a. 取一定量的样品,并将其加入到酸中(如硝酸)。
b. 加热样品溶液,使氮化硼与酸反应生成硼酸。
c. 冷却样品溶液,并将其转移到一个量筒或容器中。
d. 加入硼酸标准溶液,以构建硼酸的标准曲线。
e. 使用酸碱滴定法测定样品中硼酸的浓度,或者使用光度计、原子吸收光谱等仪器来测定硼酸浓度。
3. 计算样品中氮化硼的含量:
通过标准曲线确定样品中硼酸的浓度,然后根据氮化硼和硼
酸的摩尔比例关系,计算氮化硼的含量。
需要注意的是,上述方法只是一种常用的测定方法之一,根据具体要求和实验条件,可能需要使用其他方法来测定氮化硼的含量。
氮化硼
BN的生成反应为:
BBr3 + Li3 N → BN + 3 LiBr
同样,采用、白磷和 为原料,通过水热法在300℃ 下可以合成hBN纳米微粉。 水热法的工艺条件相对容易控制,产物粒度可达到 纳米级,均匀性和球形度良好,但产率普遍偏低。以 水为溶剂比较环保,但需要较高的温度,而有机溶剂 可将反应温度显著降低,但是有机溶剂和所用原料不 稳定且有毒,会对环境造成污染。因此选用合适的 溶剂、原料和添加剂来降低反应温度并提高产率将 是以后研究的重点。
(3)用作功能材料.随着微电子技术的飞速发展,元器 件组装密度和集成度越来越高,必须克服发热器件的散热 问题.,用高导热性氮化硼可以作为填料制备复合材料于 封装材料,满足高频场合发热元器件的散热需求.用氮化 硼填充硅橡胶制备导热复合材料,随着立方BN含量的增 加,复合材料的热失重和热膨胀系数明显降低,导热系数 和耐热性升高,但对橡胶的硫化反应影响不大。 立方氮化硼具有高稳定性、高热导率、高硬度以及宽 带隙等一系列优异的性能,使得它在高温大功率半导体器 件研制、短波长和紫外光电子器件制备、热沉材料、切削 和磨削材料、耐高温耐磨防护涂层、高通透高稳定性窗口 研制等方面具有广阔的应用前景。
Al2O3 1200~1900 220~350
六方BN和其它材料的热性能 六方 和其它材料的热性能
HBN BeO Al2O3 滑石 石英 氟树 ZrO2 瓷 玻璃 脂
900(氧 气) 最高使用 2000 1750 1100 2000 130 温度/℃ 2800(氮 气) 1.67~ 热导率 25.1 255.4 25.1 2.51 2.09 [(w/m.k)] 4.19 热膨胀系 0.7(⊥) 7.8 数/10-6℃-1 7.5(∥) 8.6 8.7 10.0 6.5
氮化硼特性
特性:氮化硼是由氮原子和硼原子构成的晶体,该晶体结构分为:六方氮化硼(H BN)、密排六方氮化硼(WBN)和立方氮化硼,其中六方氮化硼的晶体结构具有类似的石墨层状结构,呈现松散、润滑、易吸潮、质轻等性状的白色粉末,所以又称“白色石墨”。
理论密度2.27g/ cm3,比重:2.43,莫式硬度为2.六方氮化硼是具有良好的电绝缘性,导热性,化学稳定性,无明显熔点,在0.1MPA氮气中3000℃,在中性还原气氛中,耐热到2000℃,在氮和氩中使用温度可达到28 00℃,在氧气气氛中稳定性较差,使用温度1000℃以下。
六方氨化硼的膨胀系数相当于石英,但导热率是石英的十倍。
在高温时也具有良好的润滑性,是一种优良的高温固体润滑剂,有很强的中子吸收能力,化学性质稳定,对几乎所有熔融金属都具化学惰性。
六方氮化硼不溶冷水,水煮沸时水解非常缓慢并产生少量的硼酸和氨,与弱酸和强碱在室温下均不起反应,微溶于热酸,用熔融的氢氧化钠,氢氧化钾处理才能分解。
对各种无机酸、碱、盐溶液及有机溶剂均有相当的抗腐能力。
10公斤/纸箱20公斤/纸箱氮化硼参数:1、高耐热性:3000℃升华,其强度1800℃为室温的2倍,1500℃空冷至室温数十次不破裂,在惰性气体中2800℃不软化。
2、高导热系数:热压制品为33W/M.K和纯铁一样,在530℃以上是陶瓷材料中导热最大的材料。
3、低热膨胀系数:2×10-6的膨胀系数仅次于石英玻璃,是陶瓷中最小的,加上其具有高导热性,所以抗热震性能很好。
4、优良的电性能:高温绝缘性好,25℃为1014Ω-cm,2000℃还可以达到103Ω-cm,是陶瓷中最好的高温绝缘材料,击穿电压3KV/MV,低介电损耗108HZ时为2. 5×10-4,介电常数为4,可透微波和红外线。
5、良好的耐腐蚀性:与一般金属(铁、铜、铝、铅等)、稀土金属,贵重金属,半导体材料(锗、硅、砷化钾),玻璃,熔盐(水晶石、氟化物、炉渣)、无机酸、碱不反应。
氮化硼的结构
氮化硼的结构氮化硼(Boron Nitride,BN)是一种无机结构化合物,以硼(B)和氮(N)的原子组成,通常以白色粉末形式存在。
氮化硼具有多种结构,其中最常见的是类石墨烯结构,其中硼原子以六边形结构排列,由三种原子组成,分别是硼、氮和空位,其中空位由氮原子和硼原子共享。
由于氮化硼的结构拥有非常独特的性质,它具有高折射率、低热传导系数、热稳定性,以及抗静电和散热性能,因此在多种领域中均有广泛应用。
氮化硼在电子行业中的应用很广泛,包括制造集成电路、电、电晶体管、晶体管和电阻等元器件。
此外,氮化硼还可用于制造电子元件的封装,以及电子组件的内部绝缘和结构支撑。
氮化硼的结构还可用于制造精密的机械零件,以及具有高耐热性的热电器、热交换器和加热器等。
此外,由于氮化硼具有高折射率,可用于制造高精度光学元件,如激光器、滤光片和放大镜等。
氮化硼具有抗腐蚀性,可用于制造耐酸碱和多种环境条件下的电子元件、电气元件和精密机械零件。
此外,氮化硼还用于制造分子筛、材料表面贴附剂和粘合剂。
由于氮化硼具有多种优良性质,因此在医学、化学、电子、航空航天、机械以及其他领域均有广泛的应用。
由于氮化硼具有高抗热和抗腐蚀性,因此也可用于制造各种精密机械零件。
总之,氮化硼是一种具有多种特性及用途的无机结构化合物,由硼和氮原子组成,以类石墨烯结构排列,具有高折射率、低热传导系数、热稳定性,以及抗静电和散热性能。
可以用于制造集成电路、电、电晶体管、晶体管和电阻等元器件,以及精密的机械零件,以及具有高耐热性的热电器、热交换器和加热器等。
此外,氮化硼还可用于制造高精度光学元件,如激光器、滤光片和放大镜等,以及用于制造耐酸碱和多种环境条件下的电子元件、电气元件和精密机械零件等。
氮化硼含量指标
氮化硼含量指标
氮化硼(BN)是一种由硼和氮元素组成的化合物,具有多种形态,包括六方氮化硼(h-BN)、立方氮化硼(c-BN)和纤锌矿氮化硼(w-BN)等。
氮化硼具有优异的物理和化学性质,如高热导率、高硬度、良好的化学稳定性等,因此在许多领域都有广泛的应用。
氮化硼的含量指标通常指的是在某一材料或产品中氮化硼所占的质量百分比。
这一指标对于保证产品的性能和质量至关重要。
不同的应用领域对氮化硼的含量指标有不同的要求。
例如,在陶瓷材料中,氮化硼可以作为增韧剂使用,提高陶瓷的韧性。
在这种情况下,氮化硼的含量通常在一定的范围内,以保证陶瓷材料具有良好的力学性能和耐磨损性。
另外,氮化硼也可以用作高温润滑剂和高温结构材料。
在这些应用中,氮化硼的含量指标同样需要根据具体的使用环境和性能要求进行确定。
总之,氮化硼的含量指标是一个关键的质量控制参数,它直接影响到氮化硼基产品的性能和应用效果。
因此,在生产和应用过程中,需要对氮化硼的含量进行严格的检测和控制,以确保产品质量的稳定性和可靠性。
同时,随着氮化硼应用领域的不断拓展和性能要求的不断提高,对氮化硼含量指标的研究和优化也将是一个持续的过程。
半导体级氮化硼
半导体级氮化硼
半导体级氮化硼(Semiconductor-grade boron nitride)通常指的是那些纯度高、结构适宜,能够表现出或经过改性后表现出半导体特性的氮化硼材料。
氮化硼(BN)有多种同素异形体,其中最著名的是六方氮化硼(h-BN),它在结构上类似于石墨烯,因此有时也被称为“白色石墨烯”。
六方氮化硼是一种绝缘体,而立方氮化硼(c-BN)则是已知硬度仅次于金刚石的超硬材料,具有宽带隙半导体性质。
近年来的研究进展显示,通过化学气相沉积(CVD)等方法可以制备出仅一个分子厚度的氮化硼层(类似于石墨烯中的单层石墨烯,称为硼氮烯或者BN单层),这样的二维材料理论上可以表现出半导体特性,并且由于其优异的热稳定性、化学稳定性和机械强度,在纳米电子学和光电子学领域具有巨大的应用潜力。
此外,科研人员还在探索掺杂技术来调控氮化硼的能带结构,使其从绝缘体转变为半导体,例如硅掺杂立方氮化硼以期实现电导率的有效控制,从而应用于高温、高压、抗辐射等极端环境下的半导体器件中。
这些半导体级氮化硼材料在高性能电子元器件、光电转换器、高频电子设备以及新型纳米电子电路等方面展现出广阔的应用前景。
氮化硼分子式
氮化硼分子式氮化硼(BoronNitride)是一种无机复合材料,由氮原子和硼原子以特定的长晶结构构成。
在现代日常生活中,它应用广泛,用作潜水服防水层、熔体电熔接件、密封材料、卡状物料搅拌剂、砂纸、压花制品的包装材料等等。
它的分子式是BN,由一个氮原子与一个硼原子组成。
氮化硼是一种半金属半绝缘材料,具有优异的物理性能,包括耐高温、耐腐蚀、耐磨损、电磁屏蔽、绝缘和耐化学腐蚀等。
它的热导率低,可用作制冷回路和密封导热材料;具有良好的抗电磁干扰能力,可用作磁路的非磁性屏蔽层;它的断裂韧性高,可以用作汽油机曲轴;它的摩擦系数低,可以用作压花机构件,可大大改善良品率;它的热稳定性高,可以用作船舶机械零件、高温过滤阀等。
此外,氮化硼还具有优异的绝缘性,可防止电路短路,可用作电子元器件和高压开关的绝缘材料。
氮化硼是一种多功能材料,其构成和性质使它具有独特的优势。
它的可用性极高,可以替代其他较昂贵的材料,是一种具有潜力的用于工业应用的材料,有助于满足不断发展的需求。
氮化硼作为一种新型材料,在制造领域扮演着重要角色。
它可以用作汽车零部件、飞机零部件、潜水服防水层、熔体电熔接件、密封材料,以及砂纸、压花制品的包装材料。
它的应用潜力巨大,并被称为“21世纪的碳素”。
通过技术创新,氮化硼可以进一步提升性能,在现代制造领域的地位也将越来越重要。
氮化硼的开发历史可以追溯到20世纪50年代,当时,由于碳元素的缺乏,业界开始研究类似碳的材料,最终发现了氮化硼。
自那时起,科学家们一直在不断探索更新这种材料的新用途,并进行了大量的研究。
从宏观上看,氮化硼是一种无机复合材料,拥有多种特性,可以实现多种应用。
它的抗腐蚀性、耐高温性、低摩擦系数以及高绝缘性等优点,使它在工业生产中起到非常重要的作用,并越来越受欢迎。
综上所述,氮化硼是一种无机复合材料,其分子式为BN,拥有优异的物理性能和绝缘性,可以用作熔体电熔接件、密封材料、卡状物料搅拌剂、砂纸、压花制品的包装材料等;它具有优异的抗腐蚀性、耐高温性、低摩擦系数以及高绝缘性等特性,使它在工业生产中起到非常重要的作用。
氮化硼的晶体结构
氮化硼的晶体结构氮化硼(BN)是一种具有特殊结构的化合物,由氮原子和硼原子组成。
它是一种具有高熔点、高硬度和良好化学稳定性的陶瓷材料。
氮化硼的晶体结构对其性质和应用具有重要影响,本文将对氮化硼的晶体结构进行详细介绍。
1. 晶体结构概述氮化硼晶体具有类似于石墨烯的层状结构。
每个层由一个硼原子和一个氮原子构成,呈六角形排列。
相邻层之间通过范德华力相互堆叠在一起。
这种堆叠方式使得氮化硼晶体具有类似于石墨烯的高导热性和低损耗性能。
2. 六方晶体结构氮化硼往往采用六方晶体结构,空间群为P6/mmm。
该结构中硼原子和氮原子构成了层状结构,呈六角形排列。
每个硼原子周围都有三个氮原子,每个氮原子周围也有三个硼原子。
硼原子和氮原子之间通过共价键连接。
在六方晶体结构中,每个层与相邻层之间的排列是ABA型的。
其中A层是由氮原子构成的层,B层是由硼原子构成的层。
A层和B层之间通过范德华力相互堆叠在一起,具有高度的堆叠稳定性。
3. 晶格常数氮化硼的晶格常数表现出对称性和周期性。
对于六方晶体结构,晶格常数a和c分别表示六边形层状结构的边长和层间距离。
通常情况下,a=2.504Å,c=6.693Å。
4. 层与层之间的相互作用氮化硼晶体中的层与层之间通过范德华力相互作用,在层内部则由硼原子-氮原子的共价键连接。
这种范德华力的相互作用使氮化硼具有良好的层状稳定性,能够抵抗外界的应力和变形。
5. 晶体缺陷氮化硼的晶体结构中可能存在一些晶体缺陷,如点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷包括位错和杂质原子,线缺陷包括螺状位错和晶界,面缺陷包括晶面和孪晶。
这些晶体缺陷对氮化硼的性质和应用具有重要影响。
6. 应用领域氮化硼具有优异的性能,因而在多个领域得到广泛应用。
其中,氮化硼的高导热性使其在热管理领域具有重要作用,可以应用于散热片、导热膏和散热器等。
此外,氮化硼的高硬度和耐磨性使其成为一种理想的涂层材料,可用于金属刀具的涂层增强和陶瓷刀具的制备。
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氮化硼
中文名称:氮化硼(BN)
英文名称:boron nitride
熔点:2967℃
密度:2.18g/cm3
氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。
化学组成为43. 6%的硼和56.4%的氮,具有四种不同的变体:六方氮化硼(HB N)、菱方氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(W BN)。
外观与性状:润滑,易吸潮.氮化硼是白色、难溶、耐高温的物质。
将B2O3与NH4Cl共熔,或将单质硼在NH3中燃烧均可制得BN。
通常制得的氮化硼是石墨型结构,俗称为白色石墨。
另一种是金刚石型,和石墨转变为金刚石的原理类似,石墨型氮化硼在高温(1800℃)、高压(800Mpa)下可转变为金刚型氮化硼。
这种氮化硼中B-N键长(156pm)与金刚石在C-C键长(154pm)相似,密度也和金刚石相近,它的硬度和金刚石不相上下,而耐热性比金刚石好,是新型耐高温的超硬材料,用于制作钻头、磨具和切割工具。
氮化硼耐腐蚀,电绝缘性很好,比电阻大于10-6 Ω.cm;压缩强度为170MPa;在c轴方向上的热膨胀系数为41×10-6/℃而在d轴方向上为-2.3×10-6 ;在氧化气氛下最高使用温度为900℃,而在非活性还原气氛下可达2800℃,但在常温下润滑
性能较差,故常与氟化石墨、石墨与二硫化钼混合用作高温润滑剂,将氮化硼粉末分散在油中或水中可以作为拉丝或压制成形的润滑剂,也可用作高温炉滑动零件的润滑剂,氮化硼的烧结体可用作具有自润滑性能的轴承、滑动零件的材料。
氮化硼产品简介英文名Boron Nitride 分子式BN
分子量24.81(按1979年国际原子量)质量标准企业标准(QJ /YH02·08-89)氮化硼是由氮原子和硼原子构成的晶体,该晶体结构分为六方氮化硼(HBN)、密排六方氮化硼(WBN)和立方氮化硼,其中六方氮化硼的晶体结构具有类似的石墨层状结构,呈现松散、润滑、易吸潮、质轻等性状的白色粉末,所以又称“白色石墨”。
理论密度2.27g/cm3,比重2.43,莫氏硬度为2。
六方氮化硼是具有良好的电绝缘性,导热性,化学稳定性;无明显熔点,在0.1MPA氮气中3000℃升华,在惰性气体中熔点3000℃,在中性还原气氛中,耐热到2000℃,在氮气和氩中使用温度可达2800℃,在氧气气氛中稳定性较差,使用温度1000℃以下。
六方氮化硼的膨胀系数相当于石英,但导热率却为石英的十倍。
六方氮化硼不溶冷水,水煮沸时水解非常缓慢并产生少量的硼酸和氮;与弱酸和强碱在室温下均不反应,微溶于热酸,用溶融的氢氧化钠,氢氧化钾处理才能分解。
氮化硼的技术指标1、规格99 ,BN≥99%B2O3≤0.5%粒度D50(um)≤2.0 2、规格9 8 ,B N≥98% B2O3≤0.5%粒度D50(um)≤2.0 氮化硼的各项性能参数1、高耐热性3000℃升华,其强度1800℃为室温的2
倍,1500℃空冷至室温数十次不破裂,在惰性气体中2800℃不软化。
2、高导热系数热压制品为33W/M.K和纯铁一样,在5 30℃以上是陶瓷材料中导热最大的材料。
3、低热膨胀系数2×10-6的膨胀系数仅次于石英玻璃,是陶瓷中最小的,加上其具有高导热,所以抗热震性能很好。
4、优良的电性能高温绝缘性好,25℃为1014Ω—CM,2000℃还可达到103Ω—CM,是陶瓷中最好的高温绝缘材料,击穿电压3KV/MM,低介电损耗108HZ 时为2.5×10-4,介电常数为4,可透微波和红外线。
5、良好的耐腐蚀性与一般金属(铁、铜、铝、铅等)、稀土金属,贵重多属,半导体材料(锗、硅、砷化钾),玻璃,熔盐(水晶石、氟化物、炉渣)、无机酸、碱不反应。
6、低的摩擦系数u为0. 16,高温下不增大,比二硫化钼,石墨耐温高,氧化气氛可用到900℃,真空下可用到2000℃。
7、高纯度含B高其杂质含量小于10PPM,而含B大于43.6%。
8、可机械加工性其硬度为莫氏2,所以可用一般机械加工方法加工成精度很高的零部件制品。
六方氮化硼的用途六方氮化硼可以用于制造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。
具体用途1、金属成型的脱模剂和金属拉丝的润滑剂。
2、高温状态的特殊电解、电阻材料。
3、高温固体润滑剂,挤压抗磨添加剂,生产陶瓷复合材料的添加剂,耐火材料和抗氧化添加剂,尤其抗熔融金属腐蚀的场合,热增强添加剂、耐高温的绝
缘材料。
4、晶体管的热封干燥剂和塑料树脂等聚合物的添加剂。
5、压制成各种形状的氮化硼制品,可用做高温、高压、绝缘、散热部件。
6、航天航空中的热屏蔽材料。
7、在触媒参与下,经高温高压处理可转化为坚硬如金刚石的立方氮化硼。
8、原子反应堆的结构材料。
9、飞机、火箭发动机的喷口。
10、高压高频电及等离子弧的绝缘体。
11、防止中子辐射的包装材料。
12、由氮化硼加工制成的超硬材料,可制成高速切割工具和地质勘探、石油钻探的钻头。
13、冶金上用于连续铸钢的分离环,非晶态铁的流槽口,连续铸铝的脱模剂(各种光学玻璃脱膜剂)14、做各种电容器薄膜镀铝、显像管镀铝、显示器镀铝等的蒸发舟。
15、各种保鲜镀铝包装袋等。
16、各种激光防伪镀铝、商标烫金材料,各种烟标,啤酒标、包装盒,香烟包装盒镀铝等等。
17、化妆品用于口红的填料,无毒又有润滑性,又有光泽是法国最好的口红。