介绍
在讨论电绝缘和热导率时，一种特别突出的先进陶瓷材料是 氮化硼. 它拥有许多令人印象深刻的品质，深受陶瓷工程师和制造商的青睐。有趣的是，如今的技术让您能够轻松地最大限度地发挥氮化硼的所有神奇特性。那么，如果您想知道，氮化硼可以用来做什么？或者，除了电绝缘和导热之外，氮化硼还有什么用途？那么今天的文章将为您解释它的用途以及它为何与全球制造业如此相关。在这里，您还将了解工业生产氮化硼的各种方式。我们开始吧！
什么是氮化硼？
氮化硼 (BN) 是一种粉末状晶体化合物，由硼和氮在高温条件下工业化反应而成。它无色且极其坚硬，具有令人印象深刻的共价键晶体结构。由于其与石墨的特性（尤其是在润滑方面）非常接近，大多数贸易商将其亲切地称为白石墨。氮化硼的硬度和热稳定性几乎与金刚石和碳化硅相同。
您可以在陶瓷市场上找到各种形式的氮化硼。六方氮化硼 (Hbn) 和立方氮化硼 (CBN) 是两种最常见的牌号。然而，大多数制造商倾向于在金属铸造和纳米技术中使用六方氮化硼，因为它与石墨相似、具有独特的稳定性、低摩擦性和优异的散热性。而立方氮化硼也因其卓越的硬度而成为非常理想的选择。因此，立方氮化硼能够助您一臂之力的一个主要领域是生产高级切削刀具。
氮化硼通常以其高强度、轻质和优异的抗锈蚀、耐高温、耐磨损和撕裂性能而闻名。它是一种高耐火陶瓷材料，因其热稳定性而被许多制造业广泛使用。他们主要以粉末状态使用它。 （氮化硼粉末） 用于生产高温材料和设备。这些材料和设备包括：玻璃、散热器、LED灯、固体润滑剂、电炉、汽车和航空航天工业的备件、实验室或生产车间使用的加热器和坩埚等。氮化硼粉末的生产方法之一是在高温高压真空条件下烧结，烧结时间取决于产量。
氮化硼的性质
氮化硼的一些令人兴奋的特性包括：
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它不溶于水
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它对极端温度、酸和其他强化学物质具有很强的抵抗力。
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它的努普硬度约为45 GPa。
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六方氮化硼的密度为 3.45 g/cm³，而立方氮化硼的密度略低，为 2.1 g/cm³
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它的电子迁移率为 200 cm²/V。S
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它的折射率达到约2.1
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它的熔点非常高，约为 2,900°C
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它的比热容为19.7 J/K.mol
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在约 1,400 - 1500°C 的阈值温度下，六方氮化硼与铁 (Fe)、镍 (Ni) 和钴 (Co) 等固体发生良好反应
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它的摩尔质量为 24.82 g/mol
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其最大带隙为 10.7 eV
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它的热膨胀系数约为2.7
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导热系数高达 740 W/mK
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它的体积模量为 400 GPa
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它是一种具有高耐磨性的固体磨料。
氮化硼的工业用途
氮化硼有什么用途？事实上，氮化硼在各行各业都有广泛的应用。其中包括：
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高温炉衬和元件的生产。
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纳米技术利用氮化硼粉末生产用于陶瓷填料的高精度纳米管。
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生产电炉、加热器和散热器等高性能加热元件。
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生物医学工程和医学将其用于生物成像和生产用于诊断某些疾病的化疗药物。
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电气工业使用氮化硼来生产一些最好的电气元件和 电绝缘体 由于晶体结构中不存在自由电子，因此目前无法获得。
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今天您看到的冶金工业生产的一些切割和研磨工具都使用了氮化硼粉末，因为它们具有耐磨性。
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氮化硼可以帮助您生产 MOSFET、真空系统、电力电子设备、强力锂离子电池和 LED 灯。
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制造公司使用氮化硼生产用于注塑、金属铸造、坩埚和玻璃的重型工业机器。
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氮化硼粉末（Hbn）是一种用于生产机器和摩擦学的固体润滑剂。
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氮化硼粉末可以帮助您涂覆几乎任何类型的材料，并且可以持续足够长的时间而不会生锈。
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六方氮化硼用于化妆品行业，用于生产高纯度化妆品。
氮化硼制造工艺
任何高纯度氮化硼制造工艺都是高成本效益的。由于氮化硼有时烧结反应不良，这可能会带来一些技术挑战，尤其是在试图保持大规模生产中的均匀性时。不过，以下四种主要的氮化硼制造工艺可供您选择：
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化学气相沉积（CVD）：
最常见的硼制造工艺之一是化学气相沉积 (CVD)。这是一种用途广泛的方法，可以生产高纯度氮化硼粉末。在该过程中，硼和氮的前体（例如氨硼烷）被热灯丝汽化。汽化产物与纯基底发生反应，生成氮化硼。您可以根据所需的厚度或粗糙度使用不同类型的基底。虽然这种硼制造工艺成本很高，但它可以轻松合成带有缺陷的薄膜/基底。
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物理气相沉积（PVD）：
您也可以使用此方法合成氮化硼。与化学气相沉积 (CVD) 相比，这种方法更经济、更简单。您只需用离子轰击氮化硼靶材，原子便会自动喷出，撞击氮化硼靶材表面。此过程更像是蒸发，之后，您可以将这些喷出的原子（在高温下）加热到您选择的任何基底上，最好是硅基底，直至它们蒸发。然后，获得薄膜并沉积所得的氮化硼。这里的主要技术挑战是控制沉积的氮化硼薄膜。但是，您仍然可以通过此过程获得高纯度的氮化硼。
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溶胶-凝胶法：
溶胶-凝胶氮化硼制造工艺主要用于小规模 硼的生产 因为它可能很耗时。它需要将无机或在某些情况下是有机的氮和硼前体混合到溶液中，然后水解直至得到液体胶体颗粒悬浮液。接下来，加入柠檬酸形成凝胶，然后蒸发溶剂。使用旋涂或浸涂技术，您可以从该凝胶溶液中获得氮化硼薄膜。这种方法不像CVD或PVD那样昂贵且应用广泛，但它仍然是生产高质量氮化硼纳米颗粒的可靠工艺。蒸发过程可能需要一两天时间。因此，对于那些不着急也不想花太多钱的人来说，这是一种非常适合的硼制造工艺。
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水热合成：
该方法涉及极高的温度和压力。因此，如果控制不当，可能会发生爆炸，存在风险。您需要在含有金属离子的热液反应容器中获得纯氮和硼化合物溶液。但是，在将溶液放入完全密封的热液容器中最多24小时之前，必须确保已经加热并加压溶液。添加可以加快反应速度并保持pH值恒定的试剂。此方法的最佳温度范围为250°C或更低。完成必要的反应后，您将获得扁平、细长的氮化硼纳米级沉淀物。
常见问题
氮化硼的最佳形式是什么？
氮化硼的最佳形式是立方和六方氮化硼等级类型。
六方氮化硼在什么温度下可以工业化生产？
六方氮化硼可以在高达900°C以上的高温下进行工业生产。这使得它们能够承受极端温度。
为什么氮化硼被认为是最好的电绝缘陶瓷材料之一？
氮化硼被认为是最好的电绝缘体之一，因为它具有缺乏自由电荷载体或自由电子的复杂结构。
为什么要掺杂氮化硼？
一些制造商会在氮化硼中添加杂质，以改善其磁性、电子性和吸附性。这些杂质包括磷、氧、铁（Fe）、碳等。
结论
氮化硼对众多行业，尤其是电气和冶金行业的重要性不容小觑。目前为止，您已经了解了氮化硼在电气绝缘和耐高温等诸多领域备受青睐的特性。无论是生产高精度切削刀具、耐高温和耐磨的机器和设备，氮化硼都能满足您的需求。它还能适应您选择的任何生产方法。快速更新：全球氮化硼市场正在快速增长。请立即通过以下方式下单： GGSCeramics，我们提供一些最好的氮化硼产品。