氮化硼簡介

氮化硼是由氮原子和硼原子所構(gòu)成的晶體，分子式為BN，分子量24.81?；瘜W(xué)組成為43.6%的硼和56.4%的氮，理論密度2.27g/cm3。

氮化硼（BN）是一種性能優(yōu)異并有很大發(fā)展?jié)摿Φ男滦吞沾刹牧?，包?種異構(gòu)體，分別是六方氮化硼（h-BN），纖鋅礦氮化硼（w-BN），三方氮化硼（r-BN）、立方氮化硼（c-BN）和斜方氮化硼（o-BN）。

氮化硼粉末具有松散、潤滑、質(zhì)輕、易吸潮等性質(zhì)，顏色潔白。氮化硼制品呈象牙白色。

廣泛應(yīng)用于機械、冶金、化工、電子、核能和航空航天領(lǐng)域。

氮化硼的性能

在機械特性方面：擁有不磨蝕、低磨耗、尺寸安全性、潤滑性佳、耐火及易加工等優(yōu)點。

在電氣特性方面：擁有介電強度佳、低介電常數(shù)、高頻率下低損耗、可微波穿透、良好的電絕緣性等優(yōu)點。

在熱力特性方面：擁有高熱傳導(dǎo)、高熱容量、低熱膨脹、抗熱沖擊、高溫潤滑性及高溫安定性等優(yōu)點。

在化學(xué)特性方面：擁有無毒、化學(xué)安定性、抗腐蝕、抗氧化、低濕潤、生物安定性及不沾性等優(yōu)點。

氮化硼的制備及應(yīng)用

硼砂-尿素（氯化銨）法

硼砂-尿素（氯化銨）法是將無水硼砂和尿素混合后在氨氣流中加熱反應(yīng)而制得氮化硼粉。其反應(yīng)方程式為：

Na2B4O7+2(NH2)2CO→4BN+Na2o+2co2
Na2B4O7+2NH4CI+2NH3→4BN+2NaCl+7H2O

此方法可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，但在反應(yīng)過程中經(jīng)常出現(xiàn)玻璃相使產(chǎn)量明顯降低，且后處理困難，故需進(jìn)一步研究其反應(yīng)機理并改進(jìn)合成工藝。硼砂-尿素法是制備h-BN粉的傳統(tǒng)方法，生產(chǎn)成本較低，投資少，工藝簡單，適合工業(yè)生產(chǎn)，但是在反應(yīng)過程中原料的反應(yīng)不完全或生成含C的副產(chǎn)物會導(dǎo)致h-BN含量不高，合成得到的氮化硼的純度不高，粒度均勻性差。

水（溶劑）熱合成法

水（溶劑）熱合成法是在高壓釜里，采用水（或有機溶劑）作為反應(yīng)介質(zhì)，通過對高壓釜加熱，創(chuàng)造一個高溫、高壓反應(yīng)環(huán)境，使得通常難溶或不溶的物質(zhì)溶解并反應(yīng)生成新的晶體。水熱法通常用于合成氧化物或金屬單質(zhì)超細(xì)粉，在制備非氧化物超細(xì)粉方面的研究尚處于起步階段。

選用合適的硼、氮源（如硼酸銨、三聚氰胺）對于提高h(yuǎn)-BN含量有重要的影響，以水為溶劑比較環(huán)保，但需要較高的溫度，而有機溶劑可將反應(yīng)溫度顯著降低。

水熱法的工藝條件相對容易控制，產(chǎn)物粒度可達(dá)到納米級，均勻性和球形度良好，但產(chǎn)率普遍偏低。

化學(xué)氣相沉積法(CVD)

CVD法制備h-BN粉一般采用熱壁式反應(yīng)器，將含B、N的氣態(tài)原料通過載氣導(dǎo)入到一個反應(yīng)室內(nèi)，在高溫下氣態(tài)原料之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成BN粉，其中硼源普遍采用BF3、BCl3、BBr3或B2H6等含硼的化合物，氮源一般是NH3或N2。

CVD法制備的h-BN粉末純度和球形度都較高，但在制備過程中需要對多種因素進(jìn)行精確控制。

h-BN的應(yīng)用

六方氮化硼是一種耐高溫、耐腐蝕、高導(dǎo)熱率、高絕緣性以及潤滑性能優(yōu)良的材料，被廣泛地應(yīng)用于石油、化工、機械、電子、電力、紡織、核工業(yè)、航天等部門。