六方氮化硼陶瓷－成為各行業的新寵

1. 航空航太領域

六方氮化硼（h-BN）具有高熱穩定性和低介電損耗，使其成為製造高溫天線罩/窗口的理想材料之一。儘管它存在硬度低、耐雨蝕性差等問題，但透過與其他材料結合使用，可以顯著改善其性能。 氮化矽將二氧化矽和其他材料摻入六方氮化硼陶瓷中，既能改善燒結性能，又能充分發揮各組分的優勢。這種複合方法能夠滿足高馬赫數飛行條件下天線罩/窗口組件在隔熱、承載和波傳輸方面的複雜性能要求。

對於適用於衛星和深空探測器姿態控制、入軌、轉移和維護飛行任務的霍爾推力器，噴嘴材料的關鍵部件需要良好的耐熱性、抗循環熱衝擊性、高溫電絕緣性、抗離子濺射侵蝕性以及合適的二次電子發射係數。六方氮化硼（h-BN）陶瓷是製造噴嘴零件最合適的材料。俄羅斯、日本、美國和歐盟都對用於霍爾推力器的h-BN系列陶瓷噴嘴材料進行了廣泛的研究，並已成功應用於相關太空船。我國也已在相關衛星模型和其他太空船上完成了霍爾推力器及其噴嘴零件的在軌實驗驗證。

2. 冶金工業

六方氮化硼（h-BN）及其複合相陶瓷已被廣泛用作高溫耐火材料，例如TiB、AlN-BN複合相陶瓷蒸發舟、SiGN-BN分離環、特種金屬高溫電解槽、高溫坍塌裝置、鑄造殼體等。隨著研究的深入和應用需求的拓展，該系列陶瓷材料的性能得到了極大的提高，應用領域也日益擴大。

薄帶連鑄技術是一種新型薄帶鋼生產工藝，與傳統的熱軋工藝相比，具有設備投資少、生產過程簡單、能耗低、產品成本低等優點。側封板是加裝在連鑄輥兩端的重要防漏裝置，用於在連鑄輥之間形成液態金屬熔池，起到約束金屬液流、促進薄帶成形、確保薄帶邊緣品質等作用。這要求材料具有良好的抗熱震性、抗鋼水沖蝕性、高溫體積穩定性、不被鋼水潤濕等特性，並符合相應的要求。 耐磨性在嘗試了傳統耐火材料和熔融石英等多種材料並發現其氧化缺陷後，六方氮化硼（h-BN）被公認為最有前景的材料。日本、美國、俄羅斯、德國等冶金技術強國已係統地研究了h-BN複合陶瓷側密封板，形成了SiAlON-BN、SiN-BN、AlN-BN、ZrO2-BN等系列材料，我國相關研究機構也已在模擬工況下完成了實驗測試。

3. 電子業

六方氮化硼（h-BN）具有高絕緣性和高導熱性，可用作電子電路中的熱管理裝置。當採用化學氣相沉積或液相剝離法製備的單層或少層h-BN奈米材料塗覆於晶片表面時，不僅能起到保護作用，還能利用其特殊的二維結構帶來的優異橫向傳熱能力，快速將大功率電子元件的局部熱點熱量沿橫向方向傳導，降低局部最高溫度，從而提高器件的壽命和可靠性。此外，h-BN粉末也是一種理想的聚合物填料，可添加到樹脂、橡膠、塑膠等材料中，提高其導熱性和絕緣性能，在聚合物材料應用於柔性電子裝置中發揮重要作用。

近年來，隨著石墨烯研究熱度逐年上升，二維氮化硼奈米片也受到了廣泛關注，因為兩者的結構相似但電學性質卻截然不同，它們可以逐層排列形成高質量的平面異質結，具有晶格失配小、載流子遷移率高、帶寬可調等特點，在高頻晶體管和光電器件的微納應用結構中具有廣闊的應用。

4. 工業中的其他用途

六方氮化硼在其他領域也有廣泛的應用：含硼化合物具有一定的抗中子輻射性能，六方氮化硼也可用於包裝材料以防止中子輻射、原子反應器結構部件等；六方氮化硼具有耐高溫、化學穩定性好、高溫潤滑性能好等優點，因此可用於高溫潤滑劑或脫模劑、熔體防黏劑等；高純度六方氮化硼（h-BN）具有良好的附著力、柔軟潤滑的質地，摩擦係數低於傳統化妝粉（如滑石粉、雲母粉等），可用作高端化妝品（如粉餅、口紅、唇彩、護膚品等）的填充劑。近期研究表明，不同形態的h-BN可透過形成某些自由基引發或催化一系列反應，包括乙炔氯化反應和丙烷脫氫反應，因此可用作催化劑載體；也可透過改質等方式直接應用於催化反應，展現出良好的應用潛力。