德福鵬新材料:六方氮化硼的性質(zhì)及用途
六方氮化硼,是各種氮化硼相中唯一存在于自然界的材料,屬于六方晶系,其顏色為白色,又因和石墨烯有著相似的晶體結(jié)構(gòu)及晶格常數(shù),因此常被稱作為白色石墨烯。
六方氮化硼的每一層都是由氮原子和硼原子交替緊密排列形成的、可以無(wú)限擴(kuò)展的六邊形晶格,各層原子沿軸方向按ABAB···方式進(jìn)行排列,層內(nèi)的原子與原子之間通過(guò)雜化方式的離子型共價(jià)鍵結(jié)合起來(lái),層與層之間則是靠相對(duì)較弱的范德華力結(jié)合。
因此,六方氮化硼的每層結(jié)構(gòu)是比較穩(wěn)定的,但是沿軸方向的結(jié)合力較小,施加法向應(yīng)力很容易,原子間距又較大,層間很容易發(fā)生滑動(dòng),所以是良好的潤(rùn)滑劑。
六方氮化硼沒(méi)有明顯的熔點(diǎn),處于中性還原氣體中,耐熱溫度可達(dá)2000℃;其熔點(diǎn)在惰性氣體中達(dá)3000℃,同樣溫度在氮?dú)庵袎簭?qiáng)達(dá)刀100Pa時(shí)升華;處于氬氣及氮?dú)庵锌赡蜔嶂?800℃。
另外,在室溫下,六方氮化硼與弱酸和強(qiáng)堿都不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),沸水中會(huì)緩慢水解并有少許氮和硼酸的產(chǎn)生,在冷水中不會(huì)溶解。
六方氮化硼的導(dǎo)熱率可以達(dá)到石英的10倍,熱膨脹系數(shù)也較高,因此具有良好的抗熱震性能。
在水或油中分散氮化硼粉末也可用來(lái)制作壓制或拉絲成型用的潤(rùn)滑劑,也可以用做高溫爐滑動(dòng)零件的潤(rùn)滑劑,其燒結(jié)體也可用來(lái)作為具有自潤(rùn)滑性的滑動(dòng)零件和軸承材料。
六方氮化硼的壓縮強(qiáng)度是170MPa,莫氏硬度為2,所以可使用一般機(jī)械加工的方法將其加工成精度很高的零部件制品。
由于擁有優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì),所以六方氮化硼在航空航天、冶金、電子、機(jī)械等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用,包括但不限于以下:
合成立方氮化硼;
用作為原子反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料;
耐火材料的氧化添加劑;
耐腐蝕、耐高溫的氮化硼陶瓷材料和氮化硼復(fù)合陶瓷材料;
飛機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴口材料;
等離子弧和抗高壓及高頻電的絕緣體;
電子器件中的絕緣膜;
精密鑄造制品的脫模劑以及高溫固體潤(rùn)滑劑;
化妝品、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等。