氮化硼
氮化硼分解温度
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氮化硼分解温度
氮化硼,又称为氮气化硼或立方氮化硼,是一种非金属材料,具有很高的硬度、高温稳定性、高热导率和高抗腐蚀能力。
因此,氮化硼广泛用于高温材料、切削工具、陶瓷等领域。
氮化硼的分解温度是指氮化硼在高温下分解为氮气和硼的过程,也是氮化硼材料的一个重要指标。
氮化硼的分解温度取决于多种因素,下面将从以下三个方面进行说明:
1. 材料制备过程中的因素
氮化硼的制备过程是影响其分解温度的主要因素之一。
在不同制备工艺下,制备出的氮化硼材料的分解温度有所不同。
例如,采用等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)制备的氮化硼的分解温度比采用热固法制备的氮化硼的分解温度更低。
2. 氮化硼材料中的杂质含量
氮化硼中的杂质会降低其分解温度。
常见的杂质有钙、镁等金属元素和氧、碳等非金属元素。
杂质含量越高,氮化硼的分解温度越低。
因此,在制备氮化硼材料时,需要尽可能减少或排除杂质。
3. 氮化硼材料的晶体结构
氮化硼有两种结构:六方氮气化硼(h-BN)和立方氮化硼(c-BN)。
不同结构的氮化硼分解温度差异很大。
相比之下,立方氮化硼的分解温度较高,可以达到许多金属的熔点。
综上所述,氮化硼的分解温度受多种因素影响,包括制备工艺、杂质
含量和晶体结构等。
在应用中,需要综合考虑这些因素,选择合适的氮化硼材料,并严格控制制备工艺,以保证高品质的氮化硼材料。
氮化硼-
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HBN坩埚
HBN和其它材料的热性能
HBN BeO Al2O3 滑石瓷 ZrO2 石英玻璃 氟树脂
最高使用温度/℃
900(氧气) 2800(氮气)
2000
1750
1100
2000
130
25
热导率[(w/m.k)]
热膨胀系数 /10^-6/℃
25.1
0.7(⊥) 7.5(∥)255.47.8来自25.18.6
参考文献 [1]王庆明. 对陶瓷粘结相立方氮化硼刀具材料的物理机械性能和加工性能的研究[J]. 工具技术,1985,(08):44-46.
氮化硼(BN)
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, BN粉末具有松散、 润滑、质轻、易吸潮等性质,颜色洁白,制品呈象牙白色。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(HBN)、菱方 氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化(WBN)。目前对 BN 的研 究主要集中在对其六方氮化硼和立方氮化硼 上的研究。
4.1比较
性能 单位 立方氮 人造 化硼 金刚 石
BN 1×105kg/ m3 3.45~3.54 C 3.48~3.54
组成 密度
硬度
HV 8000~9000 (10N/mm
2)
10000
抗弯强度 热导率
GPa W/(m· k)
≈0.294 75.55
0.21~0.28 146.54
热稳定性
与铁族元素
2.51
8.7
2.09
10.0
1.67~4.19
6.5
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
4、立方氮化硼(CBN)
氮化硼分子式
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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。
2024年氮化硼市场前景分析
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2024年氮化硼市场前景分析1. 引言氮化硼是一种重要的非金属陶瓷材料,具有高硬度、高熔点和良好的导热性能等特点。
随着新材料技术的不断发展,氮化硼在各个领域的应用逐渐扩大。
本文将对氮化硼市场前景进行分析。
2. 氮化硼的市场应用氮化硼在多个领域具有广泛的应用,主要包括以下几个方面:2.1 功能陶瓷氮化硼具有高硬度和优异的耐磨性,可用于制造工具刀具和磨料等功能陶瓷。
随着制造业的发展和对材料性能要求的提高,氮化硼市场需求将继续增长。
2.2 半导体材料氮化硼在半导体产业中具有重要的应用,可用于制备高效的电极和靶材。
随着半导体领域的快速发展,氮化硼的市场需求将持续增加。
2.3 电子材料氮化硼也可用于制造电子材料,例如高温超导材料和高速电子器件等。
随着信息技术的不断进步,对电子材料性能要求的提高将促进氮化硼市场的增长。
2.4 其他应用领域此外,氮化硼还可用于制备激光材料、陶瓷涂层和防弹材料等领域,具有广泛的市场前景。
3. 2024年氮化硼市场前景分析当前,氮化硼市场规模较小,但随着技术的进步和应用领域的扩大,其市场前景将变得更加广阔。
以下是氮化硼市场前景的分析:3.1 技术进步推动市场增长随着材料科学和工程技术的进步,氮化硼的制备方法和性能有了长足的发展。
新的制备方法和改进的工艺将提高氮化硼的质量和性能,进而推动市场增长。
3.2 产业需求推动市场扩大氮化硼可广泛应用于制造、电子、半导体等多个产业领域。
随着这些产业的发展,对氮化硼的需求将逐渐增加,从而推动市场规模的扩大。
3.3 发展新型应用领域除了目前已知的应用领域,氮化硼还具有较大的未开发潜力。
开发新型应用领域,如生物医学、纳米材料和能源等,将为氮化硼市场带来新的增长点。
3.4 国家政策支持随着对新材料技术的重视,国家政策将提供支持和激励,推动氮化硼产业的发展。
政策支持将促进技术研发和市场应用,进一步推动氮化硼市场前景的发展。
4. 结论氮化硼作为一种重要的非金属陶瓷材料,在多个领域具有广泛的应用前景。
氮化硼材料的性能及应用研究
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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”。
氮化硼的形成原理
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氮化硼的形成原理氮化硼(Boron Nitride,简称BN)是一种由硼和氮元素组成的化合物,具有高熔点、高硬度、高热导率等特点,广泛应用于陶瓷、复合材料、润滑剂、高温涂料等领域。
氮化硼的形成原理主要涉及硼和氮元素的反应机理和晶体结构的形成过程。
硼与氮反应形成氮化硼的反应机理主要有以下几种:1. 直接氮化法:硼与氮气直接反应生成氮化硼。
在高温高压条件下,硼可以与氮气发生反应生成四面体或六面体结构的氮化硼。
这种反应需要高温和高压条件下进行,因此反应速度较慢。
2. 间接氮化法:硼和氨反应生成氨气和氮化硼。
这种反应是分两步进行的,首先硼和氨发生反应生成氨气,然后氨气与硼发生反应生成氮化硼。
这种方法不需要高温和高压条件,因此反应速度较快。
3. 模板法:在由硼原子和氨气组成的体系中加入导向剂(模板),在模板的作用下,硼和氮可以结合形成具有特定结构的氮化硼。
这种方法能够控制氮化硼的晶体结构和形貌,提高氮化硼的性能。
氮化硼的形成过程涉及晶体结构的形成,通常有以下几种类型:1. 六方氮化硼(h-BN):六方氮化硼是氮化硼的一种晶体结构,具有类似石墨的层状结构。
六方氮化硼的晶格由六边形硼氮化物片层堆积而成,硼和氮原子以交替方式排列。
这种结构使得六方氮化硼具有良好的导热性能和化学稳定性。
2. 立方氮化硼(c-BN):立方氮化硼是氮化硼的另一种晶体结构,也称为金刚石氮化硼。
立方氮化硼的晶格与金刚石的晶格相似,由碳原子和氮原子组成的六角环形状层堆积而成。
立方氮化硼具有高硬度、高热导率和高化学稳定性等优良性能,被广泛应用于高温高压领域。
总之,氮化硼的形成原理主要涉及硼和氮元素的反应机理以及晶体结构的形成过程。
通过不同的反应条件和方法,可以控制氮化硼的形貌和性能,使其适用于不同领域的应用。
氮化硼的晶体结构
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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。
氮化硼 小常识
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(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
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。
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。
氮化硼英文名: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)
为2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。
(15)各种保鲜镀铝包装袋等。
氮化硼导热率高的原因
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氮化硼导热率高的原因氮化硼是一种具有非常高导热率的陶瓷材料。
其导热率之高,使其在许多领域得到广泛应用。
那么,导致氮化硼导热率高的原因是什么呢?氮化硼具有特殊的晶体结构。
氮化硼的晶体结构是由硼原子和氮原子相互排列形成的六方晶系结构。
这种晶体结构使得氮化硼具有非常好的导热性能。
硼原子和氮原子之间的键相互作用力强,使得热量能够迅速传导。
此外,氮化硼的晶格结构中还存在着大量的空隙,这些空隙也有助于热量的传导。
因此,氮化硼具有优秀的导热性能。
氮化硼具有优异的热稳定性。
氮化硼具有非常高的熔点和热稳定性,能够在高温环境下保持较好的导热性能。
这使得氮化硼在高温应用中具有很大的优势。
在一些高温设备中,氮化硼被广泛应用于散热材料,能够有效地将热量迅速传导到外部环境中,保证设备的正常运行。
氮化硼具有优秀的电绝缘性能。
氮化硼具有非常高的电阻率,能够有效隔离电流,避免电流的泄漏和干扰。
这使得氮化硼在一些需要同时具备导热和绝缘性能的领域得到广泛应用,比如电子元件的散热板等。
氮化硼具有较低的热膨胀系数。
热膨胀系数是衡量材料热膨胀性能的重要指标。
氮化硼的热膨胀系数较低,接近于金属材料的热膨胀系数,这使得氮化硼能够与金属材料良好地匹配,减少热应力和热应变,提高散热效率。
氮化硼具有较高的硬度和耐磨性。
氮化硼的硬度接近于金刚石,具有良好的耐磨性。
这使得氮化硼在一些机械设备的散热部件中得到广泛应用,能够有效地抵抗磨损和腐蚀。
总结起来,氮化硼导热率高的原因主要有以下几点:特殊的晶体结构、优异的热稳定性、优秀的电绝缘性能、较低的热膨胀系数以及高硬度和耐磨性。
这些特点使得氮化硼成为一种理想的导热材料,在许多领域都有广泛的应用前景。
未来,随着科学技术的不断发展,相信氮化硼的导热性能还会进一步提高,为各行各业的发展带来更多的机遇和挑战。
氮化硼-
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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
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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。
氮化硼绝缘材料
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氮化硼绝缘材料
氮化硼是一种优异的绝缘材料,具有高导热性、高耐热性、高耐电弧性、低介电常数、低介电损耗、低吸水性、低热膨胀系数、高抗热震性等特点。
氮化硼的制备方法包括反应烧结法、热压烧结法、常压烧结法、溶胶-凝胶法等。
氮化硼绝缘材料的应用领域非常广泛,包括电子、电力、航空航天、汽车、冶金等领域。
在电子领域,氮化硼可用于制造电子器件的散热材料、集成电路的衬底材料、LED照明器件的衬底材料等。
在电力领域,氮化硼可用于制造高压电气设备的绝缘材料和高温绝缘材料。
在航空航天领域,氮化硼可用于制造飞机和火箭的耐高温部件和耐磨材料。
在汽车领域,氮化硼可用于制造发动机部件、气瓶、火花塞等。
在冶金领域,氮化硼可用于制造耐高温、耐腐蚀的陶瓷制品和复合材料。
此外,氮化硼还可以用于制造球磨机介质、研磨材料、耐火材料等领域。
总之,氮化硼绝缘材料作为一种高性能的材料,具有广泛的应用前景和市场前景。
氮化硼吸光范围
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氮化硼吸光范围
氮化硼是一种由硼和氮元素组成的化合物,具有多种形式,如六方氮化硼(h-BN)和立方氮化硼(c-BN)等。
它在光吸收方面的特性与其结构和化学性质有关。
对于h-BN,它通常表现出较低的光吸收,尤其是在可见光和近红外光区域。
这是因为h-BN 的能带结构使得其对这些波长的光的吸收较少。
然而,在紫外光区域,h-BN 可能会有一定程度的吸收。
c-BN 的光吸收特性与h-BN 有所不同。
c-BN 在可见光和近红外光区域的吸收可能较h-BN 稍微高一些,但总体上仍然相对较低。
这是由于c-BN 的晶体结构和电子能带结构的特点所决定的。
需要注意的是,氮化硼的光吸收范围可能还受到其他因素的影响,例如氮化硼的纯度、结晶度、表面形貌以及样品的制备方法等。
此外,不同的应用场景和实验条件也可能会对氮化硼的光吸收行为产生影响。
在实际应用中,氮化硼的光吸收特性可以通过光谱分析等技术来研究。
这些技术可以提供关于氮化硼在不同波长下的吸收强度和波长范围的详细信息。
总的来说,氮化硼对光的吸收范围相对较窄,主要集中在紫外光区域。
然而,具体的吸收范围可能会因氮化硼的形式和样品特性而有所变化。
对于特定的应用,需要进行详细的实验研究和光谱分析来确定氮化硼对光的吸收情况,并根据具体需求来选择和利用氮化硼的光吸收特性。
氮化硼
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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
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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。
氮化硼氧化反应
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氮化硼氧化反应一、概述氮化硼氧化反应是指将氮化硼与氧化剂在一定条件下进行反应,产生氧化硼和其他物质的化学反应。
该反应具有重要的工业应用价值,在材料制备、能源领域等方面都有广泛的应用。
二、基本原理1. 氮化硼的性质氮化硼是一种无机陶瓷材料,具有高硬度、高熔点、高导热性等优良性能。
它是由B和N两种元素组成的,其中B-N键结构稳定,使得其具有较高的耐腐蚀性、抗磨损性和抗高温性能。
2. 氧化剂的种类常见的氧化剂包括:空气中的O2、H2O2、KMnO4、K2Cr2O7等。
这些氧化剂均可与氮化硼发生反应,但其反应条件和产物不同。
3. 反应机理当氮化硼与某些氧化剂接触时,其表面会形成一层B-O-N复合物,这个复合物会进一步分解为BN和BOx(x<2)两种产物。
其中BN可以在高温下重新结晶成为纳米晶氮化硼粉末,而BOx则可以在气相中形成B2O3和NOx等物质。
三、反应条件1. 温度氮化硼氧化反应的温度一般在500℃以上,但具体的反应温度受到氧化剂种类、气体流量、反应时间等多种因素的影响。
例如,在空气中进行反应时,温度一般要达到800℃以上才能使反应充分进行。
2. 气体流量在进行氮化硼氧化反应时,需要控制好氧化剂和惰性气体(如N2)的流量比例。
一般来说,过多的惰性气体会降低反应速率和产物纯度;而过多的氧化剂则可能导致产物中含有大量杂质。
3. 反应时间不同的反应条件下,所需的反应时间也会有所不同。
通常来说,在高温下进行较长时间的反应可以使得产物粒径更小、纯度更高。
四、实验方法1. 实验装置通常采用石英管炉或者电阻炉作为加热器,将混合好的粉末放入石英坩埚中,并通过气体流量计控制好氧化剂和惰性气体的流量比例。
反应后,将产物冷却并取出进行分析。
2. 实验步骤(1)将所需的氮化硼粉末和氧化剂混合均匀,并放入石英坩埚中。
(2)将石英坩埚放入加热器中,并通过气体流量计控制好氧化剂和惰性气体的流量比例。
(3)加热至所需温度,保持一定时间后停止加热。
氮化硼的测定
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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
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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
氮化硼相对分子质量
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氮化硼相对分子质量
氮化硼是一种有机无机化合物,由氮原子和硼原子组成,分子式为BN。
相对分子质量(M)为24.8。
氮化硼既可以用作钢铁淬火剂,又可作为有机催化剂,是一种重要的合成材料。
它是一种
不易过氧化或分解的材料,造价低廉,熔点在2500℃以上,具有良好的耐蝕性和电性能,在高温、高压和腐蚀性介质中具有良好的稳定性。
氮化硼的机械性能良好,外形质感加工容易,具有可延展性和可配料性,可用来制造屏障
和绝缘体。
它之间也有着良好的抗张强度,抗拉强度,耐冲击和耐磨性,这使其成为线路板、电容器、电极和浮球等电子元器件的不可或缺的组件。
此外,氮化硼还可用于碳化硼表面处理。
利用温度热处理的方式,可以将表面含硼量提高到介质的可溶性度,使其呈现出抗腐蚀、抗老化和其他功能特性。
另外,由于氮化硼的化学稳定性,可以研发和制造新型材料,如食品添加剂、氯氮材料和
催化剂等,具有在食品、医药、电子、涂料等行业中广泛应用的潜力。
总之,氮化硼是一种重要且具有多功能特性的材料,其相对分子质量为24.8。
它在工业、制造、士兵、航空和医学等领域中发挥着重要作用,是未来制造高性能材料的重要基础。
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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)
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,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。
氮化硼涂料的高温润滑性能是一种玻璃加工过程中的理想材料,有助于将玻璃制品的表面缺陷减至最低、使之更容易脱模,提高模具/压模的使用寿命,减少模具清理所需的时间,大多数玻璃不会与氮化硼粘结。
氮化硼涂料配方独特,既可以涂在热的表面也可以涂在冷的表面,无论在防腐、润滑度、附着力与耐磨性能上,都远胜于其他品牌的同类产品。
体积密度(g/cm)
晶型
颜色
纳米级
CW-BN-001
50
>99.9
43.6
0.11
六方
白色
亚微米级
CW-BN-002
600
>99.9
9.16
2.30
六方
白色
主要特点
上海超威纳米科技有限公司的纳米氮化硼、超细氮化硼粉通过特殊工艺方法制备,粉体纯度高,粒径小,比表面积大,高表面活性,晶体结构具有类似石墨层状结构,呈现松散,润滑,易吸潮(改性后可以克服吸潮问题),质量轻等性状;极佳的干润滑能力,化学性质极其稳定,低热膨胀系数,高温下极好的高导热绝缘材料;莫氏硬度4,硬度接近金刚石,热稳定性和化学特性优于其它材料。
氮化硼
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(HBN)、菱方氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。
管制信息
本品不受管制
名称
中文名称:氮化硼
英文别名:Boron nitride
CAS号
10043-11-5
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层状结构,即六方氮化硼,呈现松散、润滑、易吸潮、质轻、难溶、耐高温等性状的白色粉末,所以又称“白色石墨”。
另一种是金刚石型,即立方氮化硼。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。
水
水
无水
水
有机溶剂
水
水
水
粘接剂成分
BN膨润土
BN/氧化铝膨润土
BN/氧化铝膨润土
BN/TiO2
膨润土
BN膨润土
BN膨润土
BN/氧化铝
BN氧化硅
固体含量%
11%
16%
100%
36%
N/A
29%
25%
23%
相对硬度
4
2
2
4
3
4
2
1
是否稀释
否
否
根据
说明
是
N/A
是
是
是
稀释倍数
-
-
N/A
2 : 1
-
2 : 1
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,高导热系数热压制品为33W/M.K和纯铁一样;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。氮化硼也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2.5x10^-4,介电常数为4,-136-6
化学式
BN
相对分子质量
24.82
性状
六方晶系结晶。最常见为石墨晶格。有一种一氮化硼立方结晶的变体被认为是已知的最硬的物质。也有无定形变体。具有抗化学侵蚀性质。不被无机酸和水侵蚀。在热浓碱中硼碳键被断开。1200℃以上开始在空气中氧化。稍低于3000℃时开始升华。真空时约2700℃开始分解。微溶于热酸,不溶于冷水。相对密度2.25。熔点3000℃。
储存
密封保存。
用途
制造合金、耐高温材料。半导体。核子反应器。润滑剂。
制取
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
氮化硼具有极好的润滑性能以及高温稳定性,即便是在极高的温度下(能耐高温2800℃),氮化硼依然能保持其润滑性和惰性。采用氮化硼涂料后可以防止粘连,从而延长冲模/模具的寿命,提高产品的表面洁度,缩短生产时间,金属和陶瓷粉末的烧结通常是放在石墨板上进行,在石墨上涂一层氮化硼涂料后能明显地清除烧结过程中有可能出现的碳对烧结件的污染、反应以及粘结现象。在金属熔融和金属成形操作过程中,可以将氮化硼涂料涂在与热的或熔融金属接触的模具表面上以避免化学侵蚀、使脱模更容易、模具/冲模有更长的使用寿命。
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。
2 : 1
2 : 1
应用
通用润
滑/脱模
经济型
脱膜
锻造
润滑
脱膜
锻造
润滑
高纯度
锻造润
滑
通用润
滑/脱模
方便型
通用润
滑/脱膜
浓缩液
极好润
滑/脱膜
保护涂层
浓缩液
脱膜
保护
涂层
使用温度
在氧化性气氛中850℃,在惰性气氛及真空下1800℃
550℃
电阻率
>1 X 10 Ω·cm·典型值·(氮化硼成分)
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。
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。
氮化硼
技术参数
产品归类
型号
平均粒径(nm)
纯度(%)
比表面积(m/g)
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。
氮化硼
科技名词定义
中文名称:
氮化硼
英文名称:
Boron nitride
定义:
由ⅢA族元素B和ⅤA族元素N化合而成的共价半导体材料。分子式为BN。有两种晶型,六方BN较软,称“白色石墨”,立方BN硬度高,与金刚石相当。
应用学科:
材料科学技术(一级学科);半导体材料(二级学科);化合物半导体材料(二级学科)
氮化硼涂料广泛应用于重力浇铸、低压铸造、冲压、锻造和粉末冶金等领域。在有色熔融金属与模具、载具间起防腐、润滑、脱模作用,避免化学侵蚀、使其易脱膜、延长模具、载具的使用寿命,同时增加产能,或用作熔融金属与流槽之间隔离层的保护剂,有效保养流槽及其器具,焊接和炉内钎焊中能保护工件的表面,避免焊渣的飞溅,提供极好的焊接保护。
氮化硼
料,用于制作钻头、磨具和切割工具。
性质
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。
产品简介
美国Momentive(原美国GE)氮化硼粉末氮化硼涂料氮化硼喷剂氮化硼