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。

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六方晶形α-BN

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六方晶形α-BN

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闪锌矿晶形β-BN

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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。和钻石相似，立方氮

化硼是一种绝缘体但却是一种极佳的导热体。结构类似于钻石的氮化硼形态，也叫

正方体氮化硼、c-BN、β-BN、或z-BN（以锌混合物晶体结构命名），是被广泛使

用的工业钻磨工具。[来源请求]它如此有用是因为它在铁、镍和其他高温合金中是不可溶

的，而钻石在这些物质中是可溶的并会制造出碳化物。多晶体c-BN钻磨工具多用

于机械钢铁，同时钻石钻磨工具就被用于铝合金、陶器和岩石。如钻石一样，立方

氮化硼由于声子有着高传热性。在高温中与氧接触，氮化硼会形成一个氧化硼的钝

化层。氮化硼可以和金属很好地结合，这是因为硼或氮合金交错层的形成。正方体

氮化硼晶体材料常被用在切割工具的切割头。用于磨碎物品时，更软的粘合剂会被

使用，如：合成树脂、多孔性陶瓷等等，陶制粘合剂也会被使用。商业产品名称包

括“Borazon”（Diamond Innovations）和“Elbor”或“Cubonite”（by Russian vendors）。

烧结的立方氮化硼是一种不导电的散热片材料，故在微电子学领域中有潜在应用价

值。

制造

立方氮化硼的制作可由在高温、高压下处理六方氮化硼而成，就如人造钻石从石墨

制成相似。从六方氮化硼直接转为立方氮化硼的过程需要在18百万帕的压力和介乎

1730与3230 °C的温度下发生；额外加入小量的氧化硼可以把所需的压力降到4

至7百万帕和温度降到1500 °C。在工业里，人们会使用催化法转化氮化硼，而不

同的催化剂物质会用在不同的生产方法上，例如锂、铂或镁、他们的氮化物，他们

的氟氮化物、水再加上氨化合物或肼。其他工业合成法会使用温差下结起的晶体或

者爆炸产生的冲击波。冲击波的应用是用来制作出一种称为异钻石的超硬的硼、碳

和氮的化合物。

低压下立方氮化硼薄膜的沉积是可行的技术。在化学气相沉积中，可使用三氟化硼

来选择性蚀刻沉积的六方氮化硼（类似在沉积钻石薄膜时，使用氢原子来蚀刻石墨）。

其他物理气相沉积方法，如离子束沉积、等离子改善化学气相沉积、脉冲雷射沉积、

反应性喷溅法等亦有所使用。

立方氮化硼正文晶体结构图立方结构的氮化硼,分子式为BN,其晶体结构(图1)类似金刚石,硬度略

低于金刚石，为HV72000～98000兆帕,常用作磨料和刀具材料。1957年,美国的R.H.温托夫首先研制成立

方氮化硼。但至今尚未发现天然的立方氮化硼。立方氮化硼立方氮化硼立方氮化硼有单晶体和多晶

烧结体两种。单晶体是把六方氮化硼和触媒在压力为3000～8000兆帕、温度为800～1900℃范围内制得。

典型的触媒材料选自碱金属、… [ 进入词条 ][ 进入立方氮化硼维吧 ]

超硬材料琥珀色立方氮化硼

另：