六方氮化硼

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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。
可以用于制造TiB
2/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。
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
BN氟xx
ZrO
2石英玻璃树BeOAl
2O3瓷
脂13025最高使用温度
(℃)1000(空
气)
2800(氩
气)
导热系数
25.1255.
125.12.
512.091.67~
4.19
(W /m. k)
膨胀系数
0.7( ⊥ )
7.88.
68.7
10.06.5
(*10-6/ ℃)
7.5(‖)
表3 BN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Al
2O
3的两倍,达30~40 Kv/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。
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
(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。
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1 BN陶瓷的机械强度及其与石墨和Al
2O
3Байду номын сангаас对比。
氮化硼
Al
2O3平行方垂直方石墨
向向
抗压强度(Mpa)~801200~1900
抗弯强度(Mpa)60~8040~5015~25220~350
表2 BN和其他材料的热性能
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