氮化硼具有四种不同的变体,因此对其结构研究成为了科研工作者热衷的方向。氮原子和硼原子采取不同的杂化方式相互作用,可以形成不同架构的氮化硼晶体。当氮原子和硼原子以SP2方式杂化后,由于键角为1200,成键后形成与石墨类似的平面六角网状结构,即为四种结构之一的六方氮化硼。
六方氮化硼具有石墨类似的结构,外观上为白色,在空气中非常稳定,能耐2270K 高温,在3270K时升华,具有良好的 绝热性、导热性和化学稳定性。不溶于冷水,水煮沸时水解非常缓慢并产生少量的硼酸和氢,与弱酸和强碱在室温下均不反应。
氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮,具有四种不同的变体:六方氮化硼(HBN)、菱方氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。氮化硼主要用于耐火材料、半导体固相掺杂源、原子反应堆结构材料、中子辐射防护包装材料、**发动机组成材料、高温润滑剂和脱模剂等。氮化硼纤维可作为无机合成工程材料,广泛应用于航空航天和国防工业。
氮化硼的各项性能参数:
1、优良的电性能:高温绝缘性好,25℃为1014Ω-cm,2000℃还可以达到103Ω-cm,是陶瓷中最好的高温绝缘材料,击穿电压3KV/MV,低介电损耗108HZ时为2.5×10-4,介电常数为4,可透微波和红外线。
2、高耐热性:3000℃升华,其强度1800℃为室温的2倍,1500℃空冷至室温数十次不破裂,在惰性气体中2800℃不软化。
3、低热膨胀系数:2×10-6的膨胀系数仅次于石英玻璃,是陶瓷中最小的,加上其具有高导热性,所以抗热震性能很好。
4、高导热系数:热压制品为33W/M.K和纯铁一样,在530℃以上是陶瓷材料中导热最大的材料。
5、高纯度好B高:其杂质含量小于10PPM,而含B大于43.6%。
6、低的摩擦系数:U为0.16,高温下不增大,比二硫化钼,石墨耐高温,氧化气氛可用到900℃,真空下可用到2000℃。
7、可机械加工性:其硬度为莫氏2,所以可用一般机械加工方法加工成精度很高的零部件制品。
8、良好的耐腐蚀性:与一般金属(铁、铜、铝、铅等)、稀土金属,贵重金属,半导体材料(锗、硅、砷化钾),玻璃,熔盐(水晶石、氟化物、炉渣)、无机酸、碱不反应。