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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、菱方氮化硼、立方氮化硼和纤锌矿氮化硼。其立方结晶的变体被认为是已知的最硬的物质。广泛用于制造合金、耐高温材料、半导体、核子反应器、润滑剂等。
氮化硼是由氮原子和硼原子组成的晶体。它由43.6%的硼和56.4%的氮组成,有四种不同的变体:六方氮化硼(hBN)、菱形氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿-f-氮化硼(WBN)。
硼可以通过B2O3与NH4Cl共熔或在NH3中燃烧来制备。氮化硼一般为石墨结构,它通常被称为白石墨。另一种是金刚石型,类似于石墨转化为金刚石的原理。
氮化硼具有良好的耐腐蚀性,良好的电绝缘性,比电阻大于10-60。结果表明:c轴的热膨胀系数为41x10-6/c,c轴的热膨胀系数为41x10-6/c,d轴的热膨胀系数为-2.3x10-6,氧化气氛下为900C,非活性还原气氛下为2800C。然而,它在室温下润滑性能较差。它常与氟化石墨、石墨和二硫化钼混合作为高温润滑剂。当氮化硼粉末分散在油或水中时,可用作拉丝或冲压的润滑剂,也可用作高温炉的滑动部件。氮化硼烧结体可作为具有自润滑性能的轴承和滑动部件的材料。
氮化硼通常为白色,具有闪锌矿结构和良好的导热性。它的硬度仅次于钻石。金刚石是一种超硬材料,常用作工具材料和磨料。现在我们来介绍一下氮化硼的材料特性。
氯化硼耐化学侵蚀,不受无机酸和水的侵蚀。硼氮键在热浓碱中断裂。超过1200摄氏度,它开始在空气中氧化。熔点为3000℃。当温度略低于3000℃时开始升华,在2700℃左右真空分解。微溶于热酸,不溶于冷水,相对密度为2.25。抗压强度为170mpa。在900℃氧化气氛和2800℃非活性还原气氛下均可使用,但室温下润滑性较差。碳化硼的大部分性能优于碳素材料。六方氮化硼:摩擦系数低,高温稳定性好,抗热震性好,强度高,导热系数高,膨胀系数低,电阻率高,耐腐蚀,微波或红外透明。
除氮化硼外,又称六方氮化硼,或六方结构的氮化硼,包括BN--C,又称氮化硼,或z-BN(即闪锌矿型氮化硼)、纤锌矿型氮化硼(简称w-BN、h-BN,高压硬态)。甚至还发现了类似于石墨的二维氮化硼。
氮化硼通常由石墨结构制成,俗称白石墨。另一种是金刚石型,类似于石墨对金刚石的原理。石墨氮化硼在高温(1800C)、高压(8000mpa)[5~18gpa]下可以转变为金刚石型氮化硼。它是一种新型的耐高温刀具和刀具。