說到氮化硼（h-BN），最為引人樂道的就是它優(yōu)異的熱性能。身為陶瓷材料中導(dǎo)熱最佳的材料之一，h-BN的結(jié)構(gòu)與石墨類似，具有六方層狀結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)松散、潤滑、質(zhì)輕質(zhì)軟等性狀，可加工性強(qiáng)，又由于其色為白，因此也被稱為“白石墨”。
淄博市新阜康特種材料有限公司，坐落于齊國故都臨淄，“中國化工名鎮(zhèn)”——金山鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)。多年來，新阜康專注于氮化物陶瓷材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，主要產(chǎn)品包括：六方氮化硼粉體及其制品、氮化鋁粉體、氮化硅粉體、氮化物復(fù)合陶瓷制品等。目前，新阜康已成為全國六方氮化硼粉體產(chǎn)銷量最大的生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)品經(jīng)過國家建筑材料測試中心檢測,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)處于國內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先地位，并出口到臺(tái)灣、日本、韓國、歐美等地區(qū)和國家，公司已通過了ISO9001:2000國際質(zhì)量體系認(rèn)證，并擁有自營進(jìn)出口權(quán)。
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表1 h-BN和其它材料的熱性能比較
但h-BN的優(yōu)勢并不僅限于此，它不僅是熱的良導(dǎo)體，而且還是典型的電絕緣體——常溫電導(dǎo)率可達(dá)1016~1018Ω/cm（1000℃時(shí)仍達(dá)1014~106Ω/cm）；介電常數(shù)3~5。介電損耗為（2~8）*10-4，擊穿強(qiáng)度為Al2O3的兩倍，達(dá)30~40kV/mm，因此是理想的高頻絕緣、高壓絕緣、高溫絕緣材料。
氮化硼粉體及陶瓷制品（圖片來源：淄博新阜康）
憑借如此難得的特性，h-BN在一些領(lǐng)域中起著難以被替代的作用。關(guān)于它的應(yīng)用，感謝來自全國六方氮化硼粉體產(chǎn)銷量最大的生產(chǎn)企業(yè)——淄博市新阜康特種材料有限公司的孫鵬先生為小編提供了詳細(xì)的資料及說明，下文中小編便將部分重點(diǎn)應(yīng)用歸納總結(jié)，方便參考。
氮化硼的應(yīng)用
h-BN顆粒的各方面性能受純度影響較大，而燒制條件以及產(chǎn)品后處理會(huì)直接影響純度，因此制備高純度的六方氮化硼顆粒是保證其廣泛應(yīng)用的前提。
而在不同領(lǐng)域中，就算是同一成分的原料，由于使用目的不同，原料規(guī)格自然也有所差異。在交流過程中，孫鵬先生也以自家產(chǎn)品規(guī)格及用途做了描述（如下表）。
表2 新阜康h-BN粉體規(guī)格及應(yīng)用
類別 | 產(chǎn)品規(guī)格 | 純度 | 白度 | 粒度(μm) | 應(yīng)用 |
C | 特級 | ≥99% | ≥95% | 0.5-3 | 氮化硼陶瓷 復(fù)合陶瓷 導(dǎo)電陶瓷 超硬材料 脫模潤滑材料 高溫涂料 導(dǎo)熱填料 化妝品 |
一級 | ≥98% | ≥95% | |||
二級 | ≥97% | ≥95% | |||
AD | 特級 | ≥99% | ≥95% | 0.1-10 | |
一級 | ≥98% | ≥95% | |||
AG | 特級 | ≥99% | ≥95% | 5-30 | |
一級 | ≥98% | ≥95% | |||
Q | 特級 | ≥99% | ≥95% | 30-200 | |
N | 特級 | ≥99% | ≥95% | 50-500 nm |
1、高溫潤滑劑
h-BN具備十分優(yōu)異的高溫潤滑性，作為潤滑劑使用時(shí)，可以分散在耐熱潤滑脂、水或溶劑中；噴涂在摩擦表面上，待溶劑揮發(fā)而形成干模，因h-BN與鋼、不銹鋼、鋁等既不潤濕又不發(fā)生作用，因此它常用于抗熔融金屬腐蝕的場合，如熔煉蒸發(fā)金融的坩鍋、舟皿、液態(tài)金融輸送管等。
2、導(dǎo)熱填料
BN作為填料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于導(dǎo)熱復(fù)合材料，可解決熱導(dǎo)材料與處于運(yùn)行中的電氣部件相接觸而需要的高電阻率材料避免短路的問題。將超聲剝離的二維氮化硼納米片和一維纖維素納米纖維共混，制備的復(fù)合材料熱導(dǎo)率高達(dá) 180W/(m·K)，是迄今為止熱導(dǎo)率最高的納米復(fù)合材料。
添加了氮化硼粉末的導(dǎo)熱硅膠片，
可在壓縮力下表現(xiàn)較低的熱阻和較高的電子絕緣特性
3、耐高溫涂料
氮化硼在高溫下具有的明顯化學(xué)惰性，使得氮化硼涂層可用來保護(hù)鋁、鎂、鋅合金等材料免受高溫氧化。當(dāng)將氮化硼涂層包覆耐火材料或陶瓷器皿后，即使溫度高達(dá)1273K時(shí)，氮化硼涂層也能有效保護(hù)其抗氧化。
而在前兩年的一項(xiàng)研究中，h-BN納米片涂層也被用于木材防火上，效果可見下圖。
有涂層的木材與沒有涂層的木材抗燃燒對比
（圖片來源：《涂了它，想著火也難》）
4、脫模劑
普通的潤滑油及弗素樹脂、石墨等，在一定的高溫環(huán)境下都會(huì)失去潤滑功能。但以固體潤滑劑氮化硼為原料的耐超高溫脫模劑在極端高溫下依舊能保持優(yōu)良的潤滑性、脫模性，因此適用于金剛石工具的成型，高溫硬化性樹脂的成型，燒結(jié)金屬的成型，鋁框的壓制，玻璃的成型，壓鑄的脫模等。
5、高絕緣高導(dǎo)熱陶瓷制品
氮化硼陶瓷具有良好的耐熱性、熱穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性、高溫介電強(qiáng)度，是理想的散熱材料和高溫絕緣材料。由于其化學(xué)穩(wěn)定性好，因此能抵抗大部分熔融金屬的浸蝕；制品硬度低（莫氏強(qiáng)度2）因此可進(jìn)行精度為1/100mm的機(jī)械加工。常用于制造熔煉半導(dǎo)體的坩堝及冶金用高溫容器、半導(dǎo)體散熱絕緣零件、高溫軸承、熱電偶套管及玻璃成形模具等。
氮化硼陶瓷制品（圖片來源：新阜康）
6、合成立方氮化硼
C-BN是氮化硼的另一種常用形態(tài)，其硬度僅次于金剛石而遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它材料，并且也是理論的低溫穩(wěn)定相。利用h-BN在觸媒參與下，在高溫（1800℃）、高壓（800Mpa）下轉(zhuǎn)變?yōu)閳?jiān)硬如金剛石的c-BN氮化硼，是當(dāng)前合成氮化硼的主要方法之一。
氮化硼晶體
7、化妝品
憑借層狀晶體結(jié)構(gòu)帶來的潤滑、質(zhì)輕等特性，h-BN粉體也可在化妝品中作為體質(zhì)顏料使用，具有出色的涂敷和附著性，且顏色為白，可有效調(diào)節(jié)產(chǎn)品的涂展性、皮膚貼付性、光澤感、皮膚質(zhì)感及產(chǎn)品的成型性、使用性。
大名鼎鼎的SK-II“小燈泡”里便含有氮化硼（成分表來源：cosdna.com）
小結(jié)
如今，納米技術(shù)的興起也帶動(dòng)了納米氮化硼的興起。氮化硼納米片和納米管（BNNTs）以及氮化硼納米帶等納米結(jié)構(gòu)，因其在光電、環(huán)保及日化等領(lǐng)域中展現(xiàn)出的優(yōu)勢，也引起了科研人員的極大興趣。但由于成本問題，大規(guī)模應(yīng)用仍有難度，因此研發(fā)出更為經(jīng)濟(jì)可行的生產(chǎn)工藝將是氮化硼材料未來發(fā)展的主要方向之一。
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粉體圈 作者：小榆
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