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淺析六方氮化硼陶瓷的低溫致密化制備與應(yīng)用

信息來源:本站 | 發(fā)布日期: 2021-12-30 08:08:18 | 瀏覽量:859479

摘要:

氮化硼,尤其是六方氮化硼(h-BN)是近年來發(fā)展較快的硼化物產(chǎn)品。h-BN是一種除了結(jié)構(gòu)以外,就連性能都與石墨非常相近的材料。它是由56.4%的氮原子核43.6%的硼原子所構(gòu)成的晶體,由于自身潔白,因此也被叫作“白石墨”。六方氮化硼(h-BN)陶瓷是一種具有優(yōu)良性能和廣泛用…

氮化硼,尤其是六方氮化硼(h-BN)是近年來發(fā)展較快的硼化物產(chǎn)品。h-BN是一種除了結(jié)構(gòu)以外,就連性能都與石墨非常相近的材料。它是由56.4%的氮原子核43.6%的硼原子所構(gòu)成的晶體,由于自身潔白,因此也被叫作“白石墨”。

六方氮化硼(h-BN)陶瓷是一種具有優(yōu)良性能和廣泛用途的材料,具有耐高溫、導(dǎo)熱性好、低的熱膨脹系數(shù)和低的介電常數(shù)、較高的電阻率和介電性能、優(yōu)良的加工性能、與大多數(shù)金屬不反應(yīng)、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能,可以作為高溫環(huán)境下盛放物品的容器、井下防爆電機(jī)的絕緣散熱片、高溫?zé)犭娕嫉谋Wo(hù)套管、雷達(dá)天線罩、以及熔煉多種有色金屬和稀有金屬的坩堝、器皿、輸送泵等部件,是一種如今備受關(guān)注,具有廣泛的市場應(yīng)用前景的新材料。

六方氮化硼陶瓷的應(yīng)用
六方氮化硼(h-BN)陶瓷制品的應(yīng)用集中在利用其高導(dǎo)熱、極低的熱膨脹系數(shù)、高化學(xué)穩(wěn)定性、耐高溫耐絕緣等性能的功能陶瓷領(lǐng)域,在作為特種陶瓷材料方面具有難以忽視的優(yōu)勢,而其中市場容量較大的是氮化硼-硼化鈦復(fù)合陶瓷蒸發(fā)舟,隨著一些新興領(lǐng)域的快速發(fā)展,其他方面應(yīng)用也逐漸引起重視。
利用六方氮化硼陶瓷較好的耐高溫性和電絕緣性,可作為超高溫的電絕緣材料,具有優(yōu)良的抗熱沖擊性。利用其高導(dǎo)熱性及對微波輻射的穿透性能,在電子工業(yè)中可用作雷達(dá)的傳遞窗。利用h-BN制品熔點(diǎn)較高、熱膨脹系數(shù)小以及幾乎對所有熔融金屬都穩(wěn)定的性能,且對酸、堿和玻璃熔渣有良好的耐侵蝕性,可用作高溫熔煉有色金屬、貴金屬和稀有金屬的坩堝、器皿、管道、輸送泵等部件以及耐熱材料、散熱片和導(dǎo)熱材料等,可在1500°C至室溫反復(fù)急冷急熱條件下使用。

h-BN陶瓷對微波輻射和紅外線具有穿透性能,可用作透紅外和微波的窗口,在電子工業(yè)中可用作雷達(dá)的傳遞窗等。對此,利用六方氮化硼(hexagonalboronnitride)的紅外特性,研究人員還設(shè)計了一種雙曲硅混合光子波導(dǎo)平臺,可同時在中紅外(6.5-7.0μm)和電信(1.55μm)頻率下工作。在中紅外中,h-BN晶體的結(jié)構(gòu)可以支持一種名為雙曲聲子極化子的新型光學(xué)模式。這些雙曲極化激元被證明可以在納米厚度的平板內(nèi)引導(dǎo)長、中紅外波長的光沿著底層硅波導(dǎo)的路徑行進(jìn)。

利用h-BN陶瓷具有較強(qiáng)的中子吸收能力,可在原子能工業(yè)中與各種塑料、石墨混合使用,作為原子堆的屏蔽材料。利用h-BN陶瓷具有較高的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性,同時還具有熱導(dǎo)率高、介電性好、制品易加工等特點(diǎn),可與TiB2復(fù)合制備導(dǎo)電陶瓷蒸發(fā)舟。

此外,利用h-BN在超高壓下性能穩(wěn)定,可作為壓力傳遞材料和容器。利用h-BN是最輕的陶瓷材料,可用于飛機(jī)和宇宙飛行器的高溫結(jié)構(gòu)材料。利用h-BN的發(fā)光性,可以作為場致發(fā)光材料。

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