說到六方氮化硼（h-BN），最為引人樂道的就是它的優(yōu)異性能，如耐高溫、耐腐蝕、熱導(dǎo)率高、絕緣等，因此它作為高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料，近年已實(shí)現(xiàn)在熱電偶保護(hù)管、陶瓷噴嘴、玻璃成型高溫模具、熱電偶保護(hù)套、氣體傳感器用密封環(huán)、雷達(dá)天線保護(hù)罩件等方面的廣泛應(yīng)用，在冶金、電子、航空航天、新能源能等領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。

氮化硼噴嘴

不過h-BN要從粉體變做陶瓷，必須要經(jīng)過“燒結(jié)”——燒結(jié)是材料獲得預(yù)期結(jié)構(gòu)、性能充分發(fā)揮的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到最終陶瓷制品的性能的優(yōu)劣。不過對(duì)于h-BN而言，燒結(jié)出來的效果并不容易，由于h-BN結(jié)構(gòu)與石墨類似，具有六方層狀晶體結(jié)構(gòu)，其層內(nèi)由很強(qiáng)的共價(jià)鍵結(jié)合，再加上其擴(kuò)散系數(shù)較低，因此會(huì)導(dǎo)致h-BN陶瓷在燒結(jié)過程中致密化比較困難。而且片狀的BN晶粒相互間容易形成相互交叉堆積的“卡片房式”層狀結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致在晶粒間產(chǎn)生較多的難以填充的孔隙，并且晶粒越大，這種情況就會(huì)更嚴(yán)重。因此，想要獲得致密化程度高的h-BN陶瓷材料，必須要選用合適的燒結(jié)方法，盡可能促使h-BN晶粒重排，以獲得更高致密度和更優(yōu)異的力學(xué)性能。

h-BN SEM圖

目前h-BN陶瓷的燒結(jié)方法主要有以下幾種，無壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)和放電等離子燒結(jié)等。其中，無壓燒結(jié)是一種常規(guī)的燒結(jié)方式，操作簡單易于控溫，但由于氣孔率高，只能用于機(jī)械強(qiáng)度要求較低的場合；熱等靜壓燒結(jié)能夠制備出致密度較高的產(chǎn)品，但缺點(diǎn)是坯體難以進(jìn)行封裝，而且設(shè)備成本較高，操作復(fù)雜；放電等離子燒結(jié)是新興的高效燒結(jié)技術(shù)，能夠保證較好的力學(xué)性能，但是設(shè)備復(fù)雜、能耗高成本高也限制了它的推廣。

與其他多種燒結(jié)方式相比，熱壓燒結(jié)通常被認(rèn)為是制備h-BN陶瓷比較理想的一種燒結(jié)方法，它是指將干燥的粉體填入特制的石墨模具內(nèi)，采用雙向或單向的加壓方式對(duì)模具進(jìn)行單軸加壓，同時(shí)在一定溫度范圍內(nèi)加熱，使成型和燒結(jié)同時(shí)進(jìn)行的一種燒結(jié)方法。在熱壓燒結(jié)時(shí)，坯體會(huì)同時(shí)受到升溫加壓的影響，這種外加的驅(qū)動(dòng)力可以破壞片狀h-BN的卡片支撐結(jié)構(gòu)，促進(jìn)h-BN晶粒的重排，同時(shí)有效地降低燒結(jié)溫度和縮短燒結(jié)時(shí)間，最終獲得致密度高、晶粒尺寸均勻、力學(xué)性能優(yōu)異的陶瓷產(chǎn)品。而且無需添加燒結(jié)助劑或成型助劑，就能夠滿足陶瓷產(chǎn)品的純度要求。

不過熱壓燒結(jié)法的局限也很明顯，比如說它的熱壓設(shè)備及配件復(fù)雜成本較高，最終制品幾何形狀易受到限制等。為了尋求突破，福州賽瑞特新材料技術(shù)開發(fā)有限公司近年來一直專注熱壓燒結(jié)技術(shù)的研發(fā)工作并做出了不少改進(jìn)，如對(duì)熱壓燒結(jié)爐、熱壓模具的創(chuàng)新等。憑借獨(dú)有的技術(shù)特點(diǎn)，賽瑞特在市場上的表現(xiàn)相當(dāng)亮眼——在2018年時(shí)成功打破技術(shù)壁壘，通過熱壓燒結(jié)法制備出了純度極高的氮化硼坩堝，大幅降低了生產(chǎn)成本，目前已逐步替代進(jìn)口產(chǎn)品并占領(lǐng)大部分國內(nèi)市場。

如果您對(duì)賽瑞特的成功經(jīng)驗(yàn)感興趣，在9月14-15日于廣州舉辦的“2021年全國氮化物粉體與陶瓷創(chuàng)新發(fā)展論壇”上，來自賽瑞特公司的黃向東董事長將在題為《熱壓氮化硼陶瓷的制備與應(yīng)用》的報(bào)告中分享以下幾方面的內(nèi)容：①熱壓燒結(jié)技術(shù)；②熱壓模具；③熱壓氮化硼陶瓷；④熱壓氮化硼及氮化硼復(fù)相陶瓷的應(yīng)用。感興趣的話就不要錯(cuò)過了噢！

報(bào)告人 黃向東董事長

關(guān)于賽瑞特

福州賽瑞特新材料技術(shù)開發(fā)有限公司成立于2007年，依托于福州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院結(jié)構(gòu)陶瓷實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)基礎(chǔ)，有深厚的技術(shù)積累，對(duì)常規(guī)熱壓燒結(jié)爐自主設(shè)計(jì)改造，建成多條氮化硼熱壓燒結(jié)生產(chǎn)線。賽瑞特公司專注于純氮化硼陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)與研究，在氮化硼坩堝和粉末冶金用噴嘴領(lǐng)域逐漸占領(lǐng)國內(nèi)大部分市場，替代進(jìn)口產(chǎn)品并繼續(xù)發(fā)展海外合作業(yè)務(wù)。

粉體圈會(huì)務(wù)組