氮化硼 BN Boron Nitride www.tool-tool.com

氮化硼 (Boron Nitride 分子式BN，分子量24.81，理论密度2.27g/cm3)

氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，具有四种不同的变体：六方氮化硼（H-BN)、菱方氮化硼（R-BN）、立方氮化硼(C-BN)和密排六方氮化硼(W-BN/纤锌矿氮化硼)。

将B2O3与NH4Cl共熔，或将单质硼在NH3中燃烧均可制得BN。通常制得的氮化硼是石墨型层状结构，即六方氮化硼，呈现松散、润滑、易吸潮、质轻、难溶、耐高温等性状的白色粉末，所以又称“白色石墨”。

另 一种是金刚石型，即立方氮化硼。和石墨转变为金刚石的原理类似，石墨型氮化硼在高温（1800℃）高压（800Mpa）下可转变为金刚型氮化 硼。这种氮化硼中B－N键长（156pm）与金刚石在C－C键长（154pm）相似，密度也和金刚石相近，它的硬度和金刚石不相上下，而耐热性比金刚石 好，是新型耐高温的超硬材料，用于制作钻头、磨具和切割工具。

六方氮化硼无明显熔点，在0.1MPA氮气中3000℃升 华，在惰性气体中熔点3000℃，在中性还原气氛中，耐热到2000℃，在氮气和氩中 使用温度可达2800℃，在氧气气氛中稳定性较差，使用温度1000℃以下。六方氮化硼不溶冷水，水煮沸时水解非常缓慢并产生少量的硼酸和氮；与弱酸和强 碱在室温下均不反应，微溶于热酸，用溶融的氢氧化钠，氢氧化钾处理才能分解。

六方氮化硼是陶瓷材料中导热最大的材料之 一，导热率为石英的十倍，高导热系数热压制品为33W/M.K和纯铁一样；膨胀系数相当于石英，是陶瓷 中最小的，在c轴方向上的热膨胀系数为41x10^6/C 而在d轴方向上为-2.3x10^6/C，所以抗热震性能很好。氮化硼也是陶瓷中最好的高温绝缘材料（25C为1014 ohm.cm），击穿电压3KV/MM，低介电损耗108HZ时为2.5x10^-4，介电常数为4，可透微波和红外线。

六 方氮化硼的摩擦系数低至0.16，高温下不增大，比二硫化钼，石墨耐温高，氧化气氛可用到900℃，真空下可用到2000℃。常温下润滑性能 较差，故常与氟化石墨、石墨与二硫化钼混合用作高温润滑剂，将氮化硼粉末分散在油中或水中可以作为拉丝或压制成形的润滑剂，也可用作高温炉滑动零件的润滑 剂，氮化硼的烧结体可用作具有自润滑性能的轴承、滑动零件的材料。

六方氮化硼的压缩强度为170MPa，可机械加工性其硬度为莫氏2，所以可用一般机械加工方法加工成精度很高的零部件制品。

六方氮化硼的用途：

1. 高温固体润滑剂，例如各种光学玻璃脱膜剂、金属成型的脱模剂和金属拉丝的润滑剂、冶金上用于连续铸钢的分离环；

2. 高温状态的特殊电解、电阻材料，例如：高压高频电及等离子弧的绝缘体、做各种镀铝的蒸发舟；

3. 防止中子辐射的包装材料，例如：原子反应堆的结构材料；

4. 压制成各种形状，用做高温、高压、绝缘、散热部件，例如飞机、火箭发动机的喷口；

5. 加工制成的超硬材料，可制成高速切割工具和地质勘探、石油钻探的钻头。 

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