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氮化硼(BN)是一種性能優異并有很大發展潛力的新型陶瓷材料,包括5種異構體,分別是六方氮化硼(h-BN),纖鋅礦氮化硼(w-BN),三方氮化硼(r-BN)、立方氮化硼(c-BN)和斜方氮化硼(o-BN)。
其中六方氮化硼的結構與石墨類似,具有六方層狀結構,晶格常數a=0.250 4 nm,c=0.666 1 nm,理論密度2.27 g/cm3,熔點3 000℃,質地柔軟,可加工性強,并且顏色為白色,俗稱“白石墨”。
六方氮化硼是典型的各向異性材料,在垂直于c軸方向上有較高的熱導率[60 W/(m·K)]、低的熱膨脹系數[(0~2.6)×10–4/K]和高的抗張強度(41 MPa);平行于c軸方向具有較低的熱導率[1.2~2.9 W/(m·K)]、較低的介電常數(3~5)和介質損耗[(1~1.4)×10–4]以及高的抗壓強度等。
六方氮化硼具有優良的電絕緣性、極好的化學穩定性以及優良的介電性能(介質損耗在0~1 375℃溫度區內最大僅為3.9×10–4)和介電性能頻率穩定性(在0~10 GHz時介電常數值幾乎不變,在26.5~40.0 GHz高頻下的介電常數值為4.20~4.45),越來越受到重視[1~3]。
六方氮化硼材料有很高的應用價值:h-BN粉末可用來制備h-BN和c-BN陶瓷或用作高溫潤滑劑;h-BN纖維可用作**天線罩、微波天線窗等防熱透波部件的陶瓷基復合材料的增強劑;h-BN薄膜作為一種光電功能材料被用于紫外空間光調制器領域和體聲波與表面聲波器件材料h;-BN陶瓷可用作陶瓷微波管輸能窗和夾持桿材料。由于h-BN是共價鍵化合物,高質量h-BN陶瓷的制備具有一定難度。
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