氮化硼陶瓷白色钻石,不可多得的多功能

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氮化硼(BN)陶瓷最早在年被发现,但直到二战结束后的年,科学家们解决了其热压方法,才正式开始对氮化硼进行研究和应用。

在国外方面,美国金刚石公司和联合碳公司是最早投入氮化硼生产的企业,到了年,它们的产量已超过10吨。随后,日本开始大量进口美国的氮化硼产品,并在年初试制成功,年开始商业生产。

而在国内,中国于年开始进行对氮化硼粉末的研究,年终于研制成功,并于年投入生产。自那时起,氮化硼就应用于中国的工业和尖端技术领域,发挥着重要作用。

氮化硼陶瓷的多功能物理化学性能

(1)热性能:氮化硼制品可以在℃左右的氧化气氛中和近℃的惰性气氛中使用。这一性质比莫来石、氧化铝和碳化硅耐火度高的耐火材料。同时耐热冲击性大,在℃的急冷急热环境下也不会产生破裂。

(2)化学稳定性:同绝大多数金属如溶液铁、铝、铜、硅、砷化钾、黄铜和冰晶石等均不起作用,矿渣玻璃亦是如此,因此氮化硼材料制成的容器可以作为上述物质的器皿。但是一般含有B2O3的具有吸湿性,这使得产品使用过程中急速加热会把吸进的水渗出来,进而产生裂纹,改善这一缺点的有效措施之一可以掺加一些结合剂。

(3)电性能:由于BN制品介电常数和介电损失都小,可以广泛地用于高频范围和低频范围内。它的介电强度是氧化铝的4.5倍,介电常数是氧化铝的二分之一,电性能同石墨相差很大,同氧化物陶瓷一样在高温下无导电性,是一种可以在较大温度范围内使用的电绝缘材料。

(4)机械加工性能:氮化硼具有莫氏硬度二,可以在车床、铣床等加工设备上进行加工。它还可以加工成薄片、螺旋体和各种形状复杂的零件。尽管在室温下比石墨优越,但氮化硼的机械强度相对较低,比氧化物陶瓷更脆性。

(5)润滑性:氮化硼粉末是一种白色薄片状的微细材料,俗称为“白石墨”。与石墨相似,氮化硼具有良好的润滑性能,可用作高温润滑材料,特别适用于高温摩擦磨损环境。

(6)轻质:氮化硼是陶瓷材料中比较轻的材料,具有较低的密度。这使得它在需要降低重量负担的场景中成为理想的选择,比如航空航天领域。

(7)对中子吸收的性质:氮化硼具有较大的中子吸收截面,因此在核能领域具有重要的应用潜力。它可用于制造中子吸收材料,用于控制核裂变反应过程中的中子流以确保安全性。

氮化硼是一种独特而多功能的陶瓷材料,被誉为“白色钻石”。它的发展历程经历了长时间的研究和应用,从国外到国内,它在工业和尖端技术领域发挥着重要作用。

氮化硼的多个优异性能包括出色的热性能、化学稳定性、电性能、机械加工性能、润滑性、轻质和对中子吸收的特性。这使得氮化硼在耐火材料、电绝缘材料、高温润滑材料、轻质结构材料以及核能等领域都有广泛应用。



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