一、氮化硼(BN)陶瓷的介绍
在先进材料领域,氮化硼(BN)陶瓷作为一种多功能且广受欢迎的材料脱颖而出,以其独特的性能组合而闻名,使其在广泛的应用中不可或缺。这种卓越的材料具有高导热性、低热膨胀性和化学惰性,为其在不同行业的应用铺平了道路。
氮化硼(BN)陶瓷有多种形式,包括六方氮化硼(h-BN)和立方氮化硼(c-BN)。H-BN是最常见的形式,以其非磨蚀性和润滑性、低热膨胀性以及不被熔融金属润湿而闻名。另一方面,C-BN是一种硬度极高的材料,仅次于金刚石,常用于加工硬钢的切削工具。
二、氮化硼(BN)陶瓷的性能
氮化硼(BN)陶瓷是先进的非氧化物陶瓷材料,表现出与立方氮化硼和六方氮化硼类似的特性。氮化硼陶瓷的一些独特性能包括:
- 高导热性
氮化硼(BN)陶瓷具有优异的导热率,热压产品达到33W/m·K,其导热率远高于传统陶瓷,可与铝和铜等金属相媲美,使其成为散热应用的理想选择。这种特性在产生大量热量的电子和电力设备中得到了应用。
- 高耐热性
氮化硼(BN)陶瓷具有出色的耐高温特性,可承受高达3000°C的温度,并在1800°C下保持强度。
- 低热膨胀
氮化硼(BN)陶瓷的热膨胀系数非常低,仅次于石英玻璃,使其能够在极端温度波动下也能确保尺寸稳定性。与其他陶瓷相比,这使其具有出色的耐热震性。这一特性使它们非常适合需要精确尺寸控制的应用,例如航空航天部件和光学仪器。
- 耐腐蚀性能
氮化硼(BN)陶瓷对大多数熔融金属、玻璃和炉渣呈化学惰性。它们在高温下不会与大多数酸、碱或熔盐发生反应,因此可以在腐蚀性极强的环境中使用,这一特性在涉及暴露于恶劣化学环境的应用中具有无价的价值。
- 耐磨损、耐变形
氮化硼(BN)陶瓷具有高硬度和强度,使其能够在结构和摩擦学应用中抵抗侵蚀磨损、磨损和塑性变形。
- 电气绝缘
氮化硼(BN)陶瓷电阻率很高,可用作高温电气和电子应用中的绝缘体。
- 低摩擦系数
氮化硼(BN)陶瓷具有低摩擦系数,使其适合用于高温润滑应用。
- 高纯度
氮化硼(BN)陶瓷杂质含量低,硼含量大于43.6%。
- 易于加工
与大多数硬而脆的陶瓷不同,氮化硼(BN)陶瓷硬度低,可进行高精度机械(如:普通高速钢和金刚石刀具)进行加工,这为组件制造提供了灵活性。
- 生物相容性
氮化硼(BN)陶瓷表现出生物惰性和生物相容性,使其适用于医疗植入物和保健产品。
三、氮化硼(BN)陶瓷的应用
氮化硼(BN)陶瓷的卓越性能为不同行业的广泛应用打开了大门,主要包含以下行业:
1、电子产品:氮化硼(BN)陶瓷广泛应用于电子产品中,作为高功率器件的基板、用于高效散热的散热器以及用于可靠信号传输的介电绝缘体。
2、航空航天:在航空航天工业中,氮化硼(BN)陶瓷用作飞机发动机、航天器结构和热保护系统的轻质耐用部件。
3、石油和天然气:石油和天然气行业利用氮化硼(BN)陶瓷的化学惰性来制造与腐蚀性物质接触的部件,例如泵、阀门和衬里。
4、陶瓷制造:氮化硼(BN)陶瓷在陶瓷制造中作为坩埚、烧结助剂、脱模剂等发挥着至关重要的作用,保证了高质量陶瓷产品的生产。
四、后语
氮化硼(BN)陶瓷是材料科学独创性的证明,随着技术的不断发展,氮化硼(BN)陶瓷将在塑造各行业的未来方面发挥更加突出的作用。