六方氮化硼粉體:二維材料中的多功能高手
六方氮化硼(h-BN)粉體,作為一種具有二維層狀結(jié)構(gòu)的材料,展現(xiàn)了諸多獨(dú)特的功能優(yōu)勢(shì)。以下是對(duì)其優(yōu)勢(shì)的詳細(xì)介紹:
一、物理性質(zhì)優(yōu)勢(shì)
高導(dǎo)熱性:六方氮化硼的導(dǎo)熱率約為33W/m·k,與不銹鋼相似,這使得它在需要高效散熱的場(chǎng)合具有顯著優(yōu)勢(shì)。特別是在電子器件領(lǐng)域,六方氮化硼粉體可以作為優(yōu)良的導(dǎo)熱填料,提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。
高耐熱性:六方氮化硼在空氣中可使用到1200度,氣氛保護(hù)下可在2300度使用。在0.1Mpa氮?dú)庵屑訜嶂?/span>3000℃以上才會(huì)升華,具有極高的耐熱性和抗熱震性能。
低膨脹系數(shù):六方氮化硼的線膨脹系數(shù)為(2.0~6.5)×10-6/℃,僅次于石英玻璃,這有助于保持材料在高溫下的尺寸穩(wěn)定性。
良好的電絕緣性:六方氮化硼在常溫下電導(dǎo)率可達(dá)10141018Ω/cm,即使在1000℃高溫下,其電導(dǎo)率仍保持在104106Ω/cm,是理想的高溫絕緣材料。
優(yōu)異的潤(rùn)滑性:六方氮化硼具有極好的潤(rùn)滑性能,摩擦系數(shù)為0.16,且高溫下不增大,適用于高溫下的潤(rùn)滑需求。
二、化學(xué)性質(zhì)優(yōu)勢(shì)
化學(xué)穩(wěn)定性好:六方氮化硼化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),與弱酸和強(qiáng)堿在室溫下均不反應(yīng),且不被大多數(shù)的熔融金屬、玻璃和鹽潤(rùn)濕,具有良好的化學(xué)惰性。
抗氧化性強(qiáng):六方氮化硼在高溫下仍能保持穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),不易被氧化。
三、二維材料特有的優(yōu)勢(shì)
量子局限性:作為二維材料,六方氮化硼在層方向上具有量子局限性,這使其在電子性質(zhì)上表現(xiàn)出可調(diào)的帶隙、更高的載流子遷移率等特性,有利于在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用。
高比表面積:二維材料的超薄厚度和層狀結(jié)構(gòu)賦予了六方氮化硼極高的比表面積,這在儲(chǔ)能和催化領(lǐng)域具有巨大優(yōu)勢(shì)。
光學(xué)透明性和機(jī)械強(qiáng)度:六方氮化硼的光學(xué)透明性和較高的機(jī)械強(qiáng)度使其在制造柔性電子器件和光學(xué)器件方面具有潛力。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
六方氮化硼粉體因其優(yōu)異的性能在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如,在電子工業(yè)中可用作雷達(dá)的傳遞窗;在冶金領(lǐng)域可用作高溫金屬冶煉坩堝、耐熱材料、散熱片和導(dǎo)熱材料等;在航空等工業(yè)可以用作航天航空中的熱屏蔽材料,原子反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料,高壓高頻電及等離子弧的絕緣體。