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氮化硼:用途广泛的工业材料

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”。其卓越的导热性、电绝缘性、耐高温性和化学稳定性使其在电子、冶金和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),氮化硼陶瓷在高端工业应用中不可或缺。

    特征

    高热稳定性

    h-BN 在惰性气氛中可承受 2000°C 的高温,在氧化环境中可稳定耐受高达 900°C 的高温;

    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(沿 c 轴:400 W/m·K,垂直于 c 轴:30 W/m·K);

    低热膨胀系数(h-BN:沿 c 轴 -2.7×10⁻⁶/°C,垂直于 c 轴 38×10⁻⁶/°C);

    机械性能

    h-BN 硬度低(莫氏硬度约为 2),可加工性强;c-BN 硬度仅次于金刚石;

    h-BN具有优异的抗热冲击性(由于其弹性模量低)。

    电气特性

    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

    能抵抗熔融金属(如铝、铜)的侵蚀,不与酸/碱发生反应(浓硫酸和熔融碱除外);


    应用

    电子与半导体

    散热基板:h-BN陶瓷用作大功率LED和射频器件的绝缘散热器;

    半导体设备:PBN坩埚用于GaAs和GaN单晶生长;

    微波窗口材料:h-BN 具有良好的透明度,用于雷达和等离子体器件;



    高温冶金

    连铸:采用 h-BN 作为隔离环,防止钢水粘连;

    热电偶保护管:耐熔融铝和镁腐蚀;

    机械工具

    润滑剂:h-BN 粉末用于齿轮和轴承的高温润滑(在氧化环境中替代石墨);

    超硬刀具:用于加工淬硬钢和铸铁的c-BN切削刀具。
    h-BN具有优异的抗热冲击性(由于其弹性模量低)。

    神经能量与航空航天

    润滑剂:h-BN 粉末用于齿轮和轴承的高温润滑(在氧化环境中替代石墨);

    超硬刀具:用于加工淬硬钢和铸铁的c-BN切削刀具。

    绩效表

    氮化硼

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