介绍
电绝缘性和导热性是大多数现代制造商最看重的两大特性。没有人希望设备在使用过程中过热或导致触电。这正是 氮化硼陶瓷 几乎在任何涉及陶瓷部件的讨论中,它都会出现。不仅如此,它还具有其他一些令人兴奋的特性。在今天的文章中,您将了解氮化硼陶瓷的关键特性和特点,并解答一个非常常见的问题——氮化硼的用途是什么?您还将了解氮化硼目前的各种用途及其产品类别。
氮化硼基陶瓷
氮化硼陶瓷材料是由工业上硼和氮化物组合而成的极其坚硬的陶瓷材料。氮化硼 (BN) 本身是一种共价键合的粉末状晶体化合物,具有多种形态,即使在不利或高应力条件下也能高效运行。这得益于其罕见的优异导热性和抗电性,几乎与氮化铝陶瓷相同。因此,氮化硼陶瓷可以视为大多数生产项目中所需的高度可加工的超强陶瓷材料。
毕竟,很少有陶瓷材料能像氮化硼陶瓷部件一样,兼具电绝缘性、导热性和稳定性。考虑到六方氮化硼 (Hbn) 形态有时甚至会呈现白色,你可能会把它误认为是白色石墨,因为它既是极佳的润滑剂,又 强绝缘材料。 氮化硼陶瓷的多维特性使其广泛应用于众多工业领域。它可用作高功率电子设备、机械零件、转子、发动机和陶瓷馈通件中的高强度电绝缘体。
生物医学工程师、机械工程师和航空航天技术人员都使用各种形式的氮化硼陶瓷来满足其高精度需求。氮化硼陶瓷几乎无与伦比的强度和柔韧性使其成为一种卓越的材料,可用于生产LED灯、炉内耐火材料、半导体元件、实验室坩埚和散热器。
氮化硼陶瓷的一般性质
氮化硼陶瓷具有多种特性,使其易于使用,并且对几乎所有行业都至关重要。其中包括:
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它具有令人印象深刻的承受极高温度和高压条件的能力。
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它不易被水、酸或强化学物质溶解。
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它是一种良好的半导体材料,带隙为10.7 eV。
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其热膨胀系数约为2.7。
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它具有出色的耐磨性。
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它的体积模量约为400 GPa。
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它的熔点高于2,800°C。
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它具有19.5 J/K.mol的强大热容量。
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它的摩尔质量为24.82 g/mol。
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导热系数高达 740 W/mK
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它具有极高的抗压强度和稳定性,仅次于碳化硅和氮化铝陶瓷。
氮化硼陶瓷产品类别
氮化硼已知有三种主要形态和产品类别:六方氮化硼、纤锌矿氮化硼和立方氮化硼。虽然同为氮化硼,但这些形态之间存在一些细微的差异,这导致了如今市场上氮化硼产品类别的多样化。让我们来快速了解一下!
六方氮化硼(Hbn)
由于其优异的稳定性、绝缘性和润滑性,氮化硼陶瓷被认为是最佳且最常见的材料之一。它具有层状晶体结构,可用于生产高性能锂离子电池、处理器以及某些电子设备面板的电容器。它外观略带白色,非常滑。工业上可以通过高温下氮/氨 (NH3) 与硼酸的化学反应来生产。
六方氮化硼的一些主要特征是:
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它具有与石墨类似的层状结构。
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尽管与立方氮化硼或纤锌矿氮化硼相比硬度较低,但它仍然非常坚硬。
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其密度为2.1 g/cm³。
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它的导热性非常高。
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它主要用作电绝缘体或工业上用作固体润滑剂。
立方氮化硼(CBN)
这是世界上你能找到的最坚硬的陶瓷材料之一,其硬度仅次于钻石。它是一种多晶质材料,通常被称为硼砂。它有时呈现黑色或金色,其结构与钻石非常相似。正因如此,它能够轻松承受高机械应力和极端温度。它几乎不与其他化学物质发生反应,也不会生锈,因此许多行业用它来制造机器的切割/磨削钢轮。
通过在高压条件下烧结六方氮化硼,可以在高温下生产立方氮化硼。立方氮化硼的一些主要特性如下: 立方氮化硼 是:
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它具有类似钻石的立方体结构。
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它的硬度极高,仅次于金刚石和纤锌矿氮化硼。
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其最大密度为3.48g/cm³。
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它具有非常高的导热性和稳定性。
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它主要用作磨料或切削工具。
纤锌矿氮化硼(Wbn)
纤锌矿型氮化硼并不常见。它呈白色,是三种氮化硼产品中最坚硬的一种。有趣的是,工业化生产它并不一定需要很高的温度。由于其宽带隙和光学透明性,它可以成为光学仪器和半导体的关键组件。
纤锌矿氮化硼的一些主要特征是:
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它的散热和导热效率非常高。
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它具有与钻石类似的极其坚硬的六方晶体结构。
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它是一种像氮化铝陶瓷一样的优良电绝缘体。
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您可以在热管理和大功率电子产品的生产中使用陶瓷零件。
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它具有非常好的光学透明度,使其适用于其他先进的制造选择。
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它持久、稳定,并能承受机械应力。
氮化硼陶瓷的用途
如果您曾经好奇过“氮化硼的用途是什么?”,本节将为您解答。事实上,氮化硼的用途非常广泛。以下是其中一些:
电气行业
氮化硼在电气工业中的用途有:
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生产用于机器零件、密封环和密封/陶瓷馈通的高效电绝缘体。
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氮化硼陶瓷由于重量轻、强度高,可用于生产半导体元件。
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目前,纳米技术可以利用氮化硼为电动汽车、微处理器和散热器生产出速度更快、更可靠的电池。
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电气工程师使用氮化硼陶瓷作为生产大功率电子设备、LED 灯、电视机电子面板、计算机、MOSFET 和许多其他类似产品的主要组件。
冶金行业
说到氮化硼的用途,冶金行业也不例外。其中一些用途包括:
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生产 耐火材料 可承受高温。
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氮化硼有助于生产高效、耐用的窑炉内衬陶瓷部件。
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生产极其耐磨损的棒材和炉材。
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氮化硼陶瓷是生产机械零件中切削和磨削工具/轮子的主要成分。
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氮化硼用于生产热稳定且坚固的金属外壳。
汽车和航空航天工业
氮化硼陶瓷在这些重要行业中也发挥着重要作用。它们的应用方式如下:
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生产不易磨损的车辆零部件。
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生产因有效散热而不会过热的航空航天或汽车发动机。
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生产耐用的机器零件可为您节省生产成本。
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由于其重量轻,可用于生产航空航天零件和设备。
氮化硼陶瓷在其他领域的用途包括:
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由于其具有抗磨损能力,因此在牙科设施中广泛使用搪瓷的生产。
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生产实验室坩埚、机器轴承和转子。
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你甚至可以使用氮化硼作为 陶瓷馈通 用于密封系统/真空。
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氮化硼是工业制造陶瓷填料、纳米管、锂离子电池和固体润滑剂的重要成分。
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它是一种很好的材料,可以用于光学仪器、高纯度化妆品和玻璃生产。
常见问题
六方氮化硼(Hbn)与石墨有何区别?
尽管它们看起来很相似,但石墨更像是一种导体或半导体材料,而六方氮化硼则是电绝缘体。
为什么氮化硼陶瓷对于很多厂商来说具有特殊意义?
它之所以特别,不仅因为它价格实惠,而且因为硬度极高(仅次于钻石)、重量轻、热稳定性好,并且能有效绝缘。
氮化硼有缺陷吗?
是的,其中一些缺陷是生产(生长)过程、点缺陷反位和自间隙引起的杂质。
结论
如今,氮化硼陶瓷已成为新能源和全球技术进步的重要创新途径。鉴于其完美的性能组合以及在电气、冶金、航空航天和汽车等众多领域的广泛应用,我们可以肯定地说,它是一种快速崛起的陶瓷材料,必将接管众多工业生产。难怪它的全球年销售额超过1.41亿至1.3亿美元。也就是说,如果您正在考虑购买或投资其任何产品类别,那么您绝对走对了路。您可以联系 GGSCeramics 来看看BN的一些最佳产品吧!别再犹豫了!现在正是最佳时机!