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自1955年美國泰勒首次發(fā)表了用熱壓燒結(jié)氮化硼的報(bào)告后,從此為氮化硼的用途開辟了新的方向。氮化硼在60年代成為電子工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、高溫技術(shù)和現(xiàn)代尖端科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域日益重視和應(yīng)用的新材料。 采用熱壓燒結(jié)法雖能解決BN的成型和燒結(jié)問題,但是由于BN是共價(jià)鍵難熔化合物,沒有熔點(diǎn),3000℃開始升華,因此高純的BN即使采用熱壓法也很難得到致密度高的產(chǎn)品。 制備致密的BN產(chǎn)品,必須研究:1、采用比較容易燒結(jié)的低溫合成原料;2、添加低熔點(diǎn)的外加劑;3、控制熱壓叁數(shù)。采用外加劑B203
引言:近年來以陶瓷為主的新型材料發(fā)展很快,具有磷片狀結(jié)構(gòu),擁有特殊的物理化學(xué)性能的六方晶系的結(jié)晶體—氮化硼(BN)陶瓷是一種是隨著宇宙航空和電子工業(yè)發(fā)展起來的新興工業(yè)材料,在工業(yè)與生產(chǎn)上有著廣泛的用途。 目前對氮化硼的研究主要集中在對其六方相(h-BN)和立方相(c-BN)上的研究。六方氮化硼具有潤滑性,導(dǎo)熱性和良好的高溫性能。最近的研究表明,六方相在常溫常壓下也處于熱力學(xué)平衡穩(wěn)定狀態(tài)。二六方氮化硼的主要應(yīng)用領(lǐng)域還是作為合成立方氮化硼的原料。立方氮化硼是一種人工
六方氮化硼是近年來發(fā)展較快的硼化物產(chǎn)品,尤其是在蒸發(fā)舟陶瓷制品,LED導(dǎo)熱封裝及化妝品方面增長迅猛。 六方氮化硼是一種人工合成的新型無機(jī)材料,具有多種優(yōu)良性能,越來越廣泛應(yīng)用與各種新技術(shù),新產(chǎn)品當(dāng)中,提高了當(dāng)代工業(yè)的技術(shù)水平,推動了新材料產(chǎn)業(yè)向更深,更廣的領(lǐng)域發(fā)展。六方氮化硼俗稱“白石墨”,系白色粉末,具有同石墨相同的六方層狀晶體結(jié)構(gòu)。在高壓氮?dú)庵腥埸c(diǎn)為3000度。在常壓加熱至2500度時(shí)升華并部分分解,理論密度為2.37g/cm3。 六方氮化
氮化硼(h-BN)是石墨的等電子體,具有與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu),因其在600~1000℃下具有優(yōu)異的抗氧化性而用作抗氧化劑。由BN與SiC的協(xié)同抗氧化作用而生成的B2O3-SiO2高硼硅玻璃態(tài)在材料表面形成抗氧化保護(hù)層,使得其抗氧化溫度區(qū)間可達(dá)到1200℃以上。 采用前驅(qū)體聚合物發(fā)泡技術(shù)制備高孔隙率、大孔徑的輕質(zhì)SiC-BN復(fù)相泡沫陶瓷,其壓縮強(qiáng)度約為純SiC陶瓷泡沫的5~10倍;在800~1100℃的溫度區(qū)間內(nèi)具有顯著的抗氧化性能,同時(shí)具有良好的高溫隔熱性能.其中以起始組
燒結(jié)氮化硼粉末可被冷壓,但冷壓材體無論在真空或是保護(hù)氣體條件下都不能在燒結(jié)爐中高溫固化成抗高溫的材料。這是由于超過1500℃,B2O3或Ca3(PO4)結(jié)合劑都不能有效的使冷壓燒結(jié)材料具有可為的機(jī)械強(qiáng)度、材料變脆,易碎裂。用高壓氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行燒結(jié)氮化硼的工藝解決了冷壓燒結(jié)氮化硼的缺陷。 氛化硼原料中最好不含氧化物,氮化硼顆粒大小對壓材質(zhì)量并無影響。壓材可用靜水壓或沖壓機(jī)冷壓,經(jīng)機(jī)械加工成所需形狀,成型壓力取決于燒結(jié)材料所需密度。壓材放入石墨或金屬所組成的容器中在爐子中燒結(jié),
用氮化硼合成立方氮化硼后它的硬度僅次于金剛石,具有優(yōu)越的物理、化學(xué)和力學(xué)性能,在大氣中加熱至1000℃時(shí)不會有氧化現(xiàn)象,尤其是不存在金剛石制品加工中黑色鐵基合金材料發(fā)生反應(yīng)的局限性,特別適合加工黑色鐵基合金材料,如淬硬鋼、高速工具鋼、軸承鋼、不銹鋼、耐熱鋼等高硬度韌性大的金屬材料,氮化硼的合成物的延性和沖擊韌性低,機(jī)械加工性能差;同時(shí),氮化硼合成物與金屬原子鍵結(jié)構(gòu)的不同,表現(xiàn)出非常穩(wěn)定的電子配位,很難被融化的液態(tài)金屬所濕潤,因此氮化硼合成物和超硬耐磨涂層多采用燒結(jié)或電鍍工藝制
氮化硼納米粒子有廣泛的潛在應(yīng)用,如固體潤滑劑、熱導(dǎo)性良好的電子封裝材料、高效的催化劑載體材料等。制備氮化硼納米粒子的方法較多,采用的硼源原料也有多種,但以硼酸酯等作為硼源,以氨氣、氮?dú)庾鳛榈?采用化學(xué)氣相沉積法(CVD)制備六方氮化硼(h-BN)納米球體,是最可能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模的合成路徑。
氮化硼作為一種性能優(yōu)異的先進(jìn)陶瓷材料,其應(yīng)用及新的合成方法成為材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿話題。氮化硼具有優(yōu)異的潤滑性、導(dǎo)熱性和良好的高溫性能,還可根據(jù)Bundy-Wentorf最早提出的氮化硼平衡相圖,根據(jù)最近的文獻(xiàn)表明,氮化硼相在常溫常壓下也處于熱力學(xué)平衡穩(wěn)定態(tài)。但存在一個(gè)明顯的能阻止sp2鍵直接轉(zhuǎn)變?yōu)閟p3鍵。制備性能更為優(yōu)越的氮化硼。 氮化硼的主要應(yīng)用領(lǐng)域還是作為合成立方氮化硼的原料。立方氮化硼是一種人工合成材料。它具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能,在許多領(lǐng)域重有應(yīng)用前景。立方
立方氮化的硬度雖然稍遜于金鋼石,但高溫穩(wěn)定佳和化學(xué)惰怪方面都勝過金鋼石。因此它是可與金剛石匹敵的一種被注目的新磨削材料。 金剛石在100~800攝氏度以上時(shí),即開始有氧化損耗或因與鐵等接觸而產(chǎn)生的腐蝕損耗。因此,在這溫度以上不能使用。而立方氮化硼即使到1100~1300攝氏度,氧化或向氮化硼的反轉(zhuǎn)變都不大。而且也不與鐵等發(fā)生反應(yīng)。因此,適合于磨削金剛石所不能磨削的難加工性金屬材料材料。比如高速鋼、合金鋼、鎳鈷合金和鑄鐵等。此外,它在高溫下可加工的優(yōu)點(diǎn)是,可使超高速加工和在
氮化硼晶體在高溫作為容器材料或者作為高電壓電阻絕緣材料,具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。氮化硼的合成方法,有許多 :工業(yè)45 劑,后者存在于微晶多孔體系中,m為存在 于每摩爾M二Al;P:中的R的摩爾量,M是能 夠形成四面體氧化物骨架的元素,并且,‘它 是從下面一組元素中選擇出來的,它們是 As、Be、B、Cr、Ga、Ge、Li、V、X、 y、Z是分別作為四面體氧化物存在的M、AI 和P的摩爾分?jǐn)?shù)。該沸石可以用作吸附劑和 催化劑。 具有如石墨一樣的特性而質(zhì)地潔白的材料,是人
氮化硼的結(jié)構(gòu)和某些性質(zhì)與石墨相似,其結(jié)晶與石墨一樣,是一種層狀結(jié)晶格,因而有“白石墨”之稱;也是一種新型潤滑材料。氮化硼與石墨相比,在許多方面都表現(xiàn)出特殊的優(yōu)越性,如石墨是電導(dǎo)體,而氮化硼是良好的絕緣體,這作為潤滑材料來講是很重要的;石墨在空氣中只能用于500℃以下的溫度條件,而氮化硼則可用于900℃左右的高溫; 石墨易與許多金屬反應(yīng)而生成碳化物,氮化硼在一般溫度條件下不與任何金屬反應(yīng),它對熔融玻璃不濕潤,在高溫時(shí)仍然保持良好的熱傳導(dǎo)率,優(yōu)異的電絕
氮化硼通過聚合可得到人造金剛石之后利用超高壓技術(shù)合成的一種新型超硬材料立方氮化硼,它具有高硬度、高熱穩(wěn)定性和對鐵族金屬的化學(xué)惰性等可貴的物理、機(jī)械和熱性能。六方氮化硼是微細(xì)白色薄片狀結(jié)晶,呈層狀六方結(jié)構(gòu),與石墨類似,硼原子和氮原子輪流交替排列在正六方形網(wǎng)格的頂角,每個(gè)原子和鄰·近的三個(gè)原子相距1 .45A,由共價(jià)鍵將其緊密聯(lián)結(jié),層與層之間六方形網(wǎng)格精確對應(yīng)著,層距3 .33A。 和石墨不同的是層間除范德華爾力外,還有偶極矩力起作用,此力比較弱。因此六方氮化硼和
氮化硼與現(xiàn)有的材料相比較,在性能上是非常優(yōu)異的。因此,對材料的性能加以綜合利用,就可以解決過去難以解決的材料問題,在這方面氮化硼提供了廣泛的可能性。爐用的輸送機(jī)鏈、滾珠軸承以及高溫爐的滑動部份等工作溫度達(dá)400~1,0000C的部位用氮化硼潤滑,潤滑效果非常好。并且利用氮化硼的耐熱、耐蝕性和潤滑性,可在金屬熱處理及超硬合金燒結(jié)時(shí)用的石墨墊板和容器上噴敷氮化硼粉,以防止金屬和合金滲碳,而且亦可解決合金內(nèi)的粘結(jié)劑與石墨的潤濕問題。 用彌散介質(zhì)使氮化硼彌散化,一般均采用水、硅油等液
石墨烯一層層疊起來就是石墨,厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過,留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯。白石墨(氮化硼)與石墨烯的結(jié)構(gòu)非常相似,但氮化硼不具有導(dǎo)電效應(yīng),而石墨烯具有導(dǎo)電能力。
氮化硼可被冷壓,但冷壓材體無論在真空或在保護(hù)氣體條件下都不能在燒結(jié)爐中高溫固化成抗高溫的材料。這是由于超過1500℃,B2O3結(jié)合劑無法有效的使冷壓燒結(jié)材料具有可為的機(jī)械強(qiáng)度(硬度),材料變脆,易破裂。 而燒結(jié)法采用高壓氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行能解決冷壓燒結(jié)氮化硼的缺陷。氮化硼原料中最好不含氧化物,氮化硼顆粒大小對壓材質(zhì)量并無影響。壓材可用靜水壓或沖壓機(jī)冷壓,經(jīng)機(jī)械加工成所需形狀,成型壓力取決于燒結(jié)材料所需密度。壓材放入石墨或金屬所組成的容器中在爐子中燒結(jié),爐一子包括一個(gè)密封高壓容器和
新一代的高溫氮化硼是專門為鑄造企業(yè)制定的材料,可以用作流槽、澆包、鑄模和坩堝,它們可提供致密的保護(hù)層防止液態(tài)鋁的熔蝕。在這種鍛造技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵因素就是一種新的納米級粘合劑,他能夠形成一層緊密粘附在不同材料表面的氮化硼涂料層。 鋁液是全世界所有鋁制產(chǎn)品的基礎(chǔ)。在鋁液從熔爐到接下來的生產(chǎn)工部的轉(zhuǎn)移過程中,避免污染物是十分重要的。比如鋁液在鑄造車間的流動傳輸中,它們通常是在一種有耐火襯底的流槽中流動。當(dāng)然,為了防止液態(tài)金屬的快速冷卻,這種流槽具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)。但是,在高溫鋁
導(dǎo)電氮化硼的生產(chǎn)通常是在高溫高壓下進(jìn)行的。目前,我國大部分廠家目前在導(dǎo)電氮化硼生產(chǎn)領(lǐng)域技術(shù)相對落后,其升溫加壓過程是靠操作人員經(jīng)驗(yàn)非連續(xù)、定時(shí)地階躍式手動操作控制給熱壓爐供電的磁性調(diào)壓器二次電壓或二次電流,更沒有生產(chǎn)過程的現(xiàn)代化管理。 研究表面提高導(dǎo)電氮化硼產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵在于減小固態(tài)長立方體導(dǎo)電氮化硼塊通電后的炸裂率和提高其耐金屬溶液侵蝕性,其中炸裂問題尤為突出。而且,產(chǎn)品的炸裂率與操作人員的視覺估計(jì)和操作水平有關(guān)。因此,只靠經(jīng)驗(yàn)而不采用先進(jìn)的檢測手段和控制技術(shù),很難達(dá)到節(jié)
氮化硼導(dǎo)熱絕緣膏是用氮化硼粉與硅油混合經(jīng)混煉而成的導(dǎo)熱絕緣膏狀物。其主要用途是解決伴隨電子元件小型化產(chǎn)生的散熱和絕緣問題。 伴隨電子元件小型化急待解決的重要問題之一是散熱和絕緣,要將大功率管所產(chǎn)生的熱量通過機(jī)殼或散熱器迅速散掉,通常在管座上連一金屬鋁散熱器,由于機(jī)加工精度的限制,管座和散熱器的接觸面之間不能保證很好的吻合,使散熱器的散熱效果有所降低。在管座和散熱器之間涂上氮化硼導(dǎo)熱絕緣膏就能提高散熱器的散熱效能。 氮化硼導(dǎo)熱絕緣膏是用國產(chǎn)氮化硼粉與201#硅油以一定比
氮化硼的硼原子和氮原子結(jié)合成鍵的雜化方式不同,會形成多種異構(gòu)氮化硼晶體。六角氮化硼(h‐BN)、菱形結(jié)構(gòu)氮化硼(r‐BN)、立方氮化硼(c‐ BN)和纖鋅礦結(jié)構(gòu)氮化硼(w‐BN)。 其中,六方氮化硼具有類似石墨的層狀結(jié)構(gòu),其顏色呈象牙白色,故友“白石墨”之稱,六方氮化硼在常壓下是穩(wěn)定相。每一層由B原子、N原子交替排列成環(huán) 狀六角形,這些六角形原子層沿C軸方向按AB‐ABAB方式排列。層內(nèi)原子之間以很強(qiáng)的共價(jià)鍵結(jié)合起來,層間則以范德華力結(jié)合,結(jié)合力比
構(gòu)成晶體的最基本的幾何單元稱為晶胞,其形狀、大小與空間格子的平行六面體單位相同,保留了整個(gè)晶格的所有特征。 晶胞中離子數(shù)的確定: 可用均攤法確定某些晶體的化學(xué)式。例如立體晶體中粒子個(gè)數(shù)比的求法: 1、處于頂點(diǎn)的粒子,同時(shí)為8個(gè)晶胞共有,每個(gè)粒子有1/8屬于該晶胞; 2、處于棱上的粒子,同時(shí)為4個(gè)晶胞共有,每個(gè)粒子有1/4屬于該晶胞; 3、處于面上的粒子,同時(shí)為2個(gè)晶胞共有,每個(gè)粒子有1/2屬于該晶胞; 4、處于晶胞內(nèi)的粒子,則完全屬于該晶胞。 氮化硼的晶胞中共含有8個(gè)原子,由