氮化硼:燒結板和坩堝
高溫穩定性
h-BN 在惰性氣氛中可承受高達 2000°C 的溫度,在氧化性環境中可保持穩定至 900°C。
c-BN 在 1400°C 以下不會轉化為 h-BN。
熱性能
六方氮化硼的熱傳導率比氧化鋁好(平行於 c 軸:400 W/m·K,垂直於 c 軸:30 W/m·K);
它表現出較低的熱膨脹係數(h-BN:平行於 c 軸 -2.7×10⁻⁶/°C,垂直於 c 軸 38×10⁻⁶/°C)。
機械性質
h-BN 硬度較低(莫氏硬度約 2),且具有優異的加工性能;c-BN 的硬度僅次於鑽石。
由於其彈性模量低,h-BN 表現出優異的抗熱衝擊性能。
電氣性能
h-BN 是一種優質絕緣體(電阻率 > 10¹⁴ Ω·cm,介電常數 ~ 4);
c-BN 是一種寬頻隙半導體(帶隙寬度約為 6.4 eV)。
化學惰性
耐熔融金屬(如鋁和銅)腐蝕,且不與酸/鹼反應(濃硫酸和熔融鹼除外)。
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電子和半導體製造
導熱基板:h-BN陶瓷用作高功率LED和射頻裝置的絕緣散熱器。
半導體裝置:PBN坩堝用於生長GaAs和GaN單晶。
微波窗口材料:h-BN 具有優異的透射性能,用於雷達和等離子體設備。
高溫冶金
連鑄:h-BN 用作隔離環,防止鋼水沾黏;
熱電偶保護管:耐熔融鋁和鎂的腐蝕。
機械工具
潤滑劑:h-BN 粉末用於潤滑高溫齒輪和軸承(在氧化環境中取代石墨);
超硬刀具:c-BN 刀具可加工硬化鋼和鑄鐵(使用壽命是硬質合金刀具的十倍)。
核能與航空航天
中子吸收材料:h-BN 中的硼-10 同位素用於核屏蔽;
航太熱防護:h-BN複合材料具有耐高溫氧化性能。
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