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氮化硼:烧结板和坩埚

氮化硼陶瓷是一种高性能先进陶瓷材料,具有独特的晶体结构(六方、立方、纤锌矿等),常被称为“白色石墨烯”。其优异的导热性、电绝缘性、耐高温性和化学稳定性使其在电子、冶金、航空航天等领域具有广泛的应用前景。凭借其独特的性能组合(导热性、绝缘性和耐高温性),氮化硼陶瓷在高端产业中不可或缺。

    高温稳定性

    h-BN 在惰性气氛中可承受高达 2000°C 的温度,在氧化性环境中可保持稳定至 900°C。

    c-BN 在 1400°C 以下不会转化为 h-BN。

    热性能

    六方氮化硼的热导率比氧化铝好(平行于 c 轴:400 W/m·K,垂直于 c 轴:30 W/m·K);

    它表现出较低的热膨胀系数(h-BN:平行于 c 轴 -2.7×10⁻⁶/°C,垂直于 c 轴 38×10⁻⁶/°C)。


    机械性能

    h-BN 硬度较低(莫氏硬度约为 2),且具有优异的加工性能;c-BN 的硬度仅次于钻石。

    由于其弹性模量低,h-BN 表现出优异的抗热冲击性能。

    电气性能

    h-BN 是一种优质绝缘体(电阻率 > 10¹⁴ Ω·cm,介电常数 ~ 4);

    c-BN 是一种宽带隙半导体(带隙宽度约为 6.4 eV)。

    化学惰性

    耐熔融金属(如铝和铜)腐蚀,且不与酸/碱发生反应(浓硫酸和熔融碱除外)。

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    电子和半导体制造

    导热基板:h-BN陶瓷用作大功率LED和射频器件的绝缘散热器。

    半导体器件:PBN坩埚用于生长GaAs和GaN单晶。

    微波窗口材料:h-BN 具有优异的透射性能,用于雷达和等离子体设备。


    高温冶金

    连铸:h-BN 用作隔离环,防止钢水粘连;

    热电偶保护管:耐熔融铝和镁的腐蚀。


    机械工具

    润滑剂:h-BN 粉末用于润滑高温齿轮和轴承(在氧化环境中替代石墨);

    超硬刀具:c-BN 刀具可加工硬化钢和铸铁(使用寿命是硬质合金刀具的十倍)。


    核能与航空航天

    中子吸收材料:h-BN 中的硼-10 同位素用于核屏蔽;

    航空航天热防护:h-BN复合材料具有耐高温氧化性能。


    BN性能表英文版

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