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氮化硼:用途廣泛的工業材料

氮化硼陶瓷是一種高性能先進陶瓷材料,具有獨特的晶體結構(六方、立方、纖鋅礦等),常被稱為「白色石墨烯」。其卓越的導熱性、電絕緣性、耐高溫性和化學穩定性使其在電子、冶金和航空航天等領域具有廣泛的應用前景。憑藉其獨特的性能組合(導熱性、絕緣性和耐高溫性),氮化硼陶瓷在高端工業應用中不可或缺。

    特徵

    高熱穩定性

    h-BN 在惰性氣氛中可承受 2000°C 的高溫,在氧化環境中可穩定耐受高達 900°C 的高溫;

    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(沿 c 軸:400 W/m·K,垂直於 c 軸:30 W/m·K);

    低熱膨脹係數(h-BN:沿 c 軸 -2.7×10⁻⁶/°C,垂直於 c 軸 38×10⁻⁶/°C);

    機械性質

    h-BN 硬度低(莫氏硬度約 2),可加工性強;c-BN 硬度僅次於鑽石;

    h-BN具有優異的抗熱衝擊性(由於其彈性模量低)。

    電氣特性

    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

    能抵抗熔融金屬(如鋁、銅)的侵蝕,不與酸/鹼反應(濃硫酸及熔融鹼除外);


    應用

    電子與半導體

    散熱基板:h-BN陶瓷用作高功率LED和射頻裝置的絕緣散熱器;

    半導體設備:PBN坩堝用於GaAs和GaN單晶生長;

    微波窗口材料:h-BN 具有良好的透明度,用於雷達和等離子體裝置;



    高溫冶金

    連鑄:以 h-BN 作為隔離環,防止鋼水沾黏;

    熱電偶保護管:耐熔融鋁和鎂腐蝕;

    機械工具

    潤滑劑:h-BN 粉末用於齒輪和軸承的高溫潤滑(在氧化環境中取代石墨);

    超硬刀具:用於加工淬硬鋼和鑄鐵的c-BN切削刀具。
    h-BN具有優異的抗熱衝擊性(由於其彈性模量低)。

    神經能量與航空航天

    潤滑劑:h-BN 粉末用於齒輪和軸承的高溫潤滑(在氧化環境中取代石墨);

    超硬刀具:用於加工淬硬鋼和鑄鐵的c-BN切削刀具。

    績效表

    氮化硼

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