六方氮化硼（h-BN）粉体性能及用途详解

六方氮化硼（h-BN）粉体性能及用途详解

什么是六方氮化硼（h-BN）？

六方氮化硼（Hexagonal boron nitride，缩写为hBN）是一种具有六方晶体结构的材料，其结构与石墨相似，因此也被称为“白色石墨”。从分子结构图来看，h-BN属于六方晶系，由多层结构堆叠而成，不同层之间通过范德华作用力相互连接。

性能特点

1. 耐高温：在空气中可使用到1200度，在气氛保护下可在2300度使用。
2. 热膨胀系数小：具有良好的抗热振性和导热性。
3. 高温绝缘性：常温电导率可达10141018Ω/cm，即使在1000℃时仍保持在1014106Ω/cm。
4. 高温润滑性：摩擦系数低至0.16，高温下不增大。在氧化气氛中可用到900℃，在真空下可用到2000℃。
5. 化学稳定性好：与许多金属和玻璃熔体不润湿，不发生反应。
6. 介电性能优异：介电常数为35，介电损耗为（28）*10-4，击穿强度是Al2O3的两倍，达30~40kV/mm。
7. 硬度低，可加工性好：可以使用常规金属切削技术进行精加工，车削精度可达0.05mm。

主要用途

1. 合成CBN的主要原料：立方氮化硼（CBN）磨料的合成需要六方氮化硼作为原料，在高温超高压条件下反应制得。
2. 高温润滑剂：h-BN可分散在耐热润滑脂、水或溶剂中，也可喷涂在摩擦表面上形成干膜。由于其与钢、不锈钢、铝等材料既不润湿又不反应，因此常用于抗熔融金属腐蚀的场合。
3. 热管理材料：作为填料广泛应用于导热复合材料，解决了热导材料与电气部件接触时需要高电阻率材料避免短路的问题。
4. 高绝缘高导热陶瓷制品：氮化硼陶瓷具有良好的耐热性、热稳定性、导热性和高温介电强度，可用于制造熔炼半导体的坩埚、高温容器、散热绝缘零件、高温轴承等。
5. 脱模剂：以h-BN为原料的耐超高温脱模剂在极端高温下仍能保持优良的润滑性和脱模性，适用于高温硬化性树脂成型、烧结金属成型、铝框压制、玻璃成型等。
6. 化妆品：凭借其层状晶体结构带来的润滑、质轻等特性，h-BN粉体可用作化妆品中的体质颜料，能有效调节产品的涂展性、皮肤贴付性、光泽感及使用性。

六方氮化硼作为一种多功能材料，其独特的性能使其在多个领域都有广泛的应用前景。随着科技的发展，h-BN的研究和应用有望进一步拓展，为相关行业带来更多的创新和突破。