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纳米nm级别の氮化硼片粉及应用

Time:2022-03-02Number:743

导语: 随着电子设备的性能和功能的提高,每个设备产生的热量增加,热量有效地散发、消散和冷却热量很重要。对于5G智能手机和AR/VR设备等高性能移动产品,由于采用高性能IC和追求减轻重量的高度集成设计,导致散热部件的安装空间受到限制,因此利用高导热垫片和导热凝胶等TIM材料来更好地散热。 

    

什么是氮化硼?


      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)。



氮化硼问世于100多年前,最早的应用是作为高温润滑剂的六方氮化硼,不仅其结构而且其性能也与石墨极为相似,且自身洁白,所以俗称:白石墨。

氮化硼(BN)陶瓷是早在1842年被人发现的化合物。国外对BN材料从第二次世界大战后进行了大量的研究工作,直到1955年解决了BN热压方法后才发展起来的。美国金刚石公司和联合碳公司首先投入了生产,1960年已生产10吨以上。

1957年R·H·Wentrof率先试制成功CBN,1969年美国通用电气公司以商品Borazon销售,1973年美国宣布制成CBN刀具。 

1975年日本从美国引进技术也制备了CBN刀具。

1979年首次成功采用脉冲等离子体技术在低温低压卜制备崩c—BN薄膜。

20世纪90年代末,人们已能够运用多种物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)的方法制备c-BN薄膜。

从中国国内看,发展突飞猛进,1963年开始BN粉末的研究,1966年研制成功,1967年投入生产并应用于我国工业和[敏感词]技术之中。


物质特性:

CBN通常为黑色、棕色或暗红色晶体,为闪锌矿结构,具有良好的导热性。硬度仅次于金刚石,是一种超硬材料,常用作刀具材料和磨料。 

氮化硼具有抗化学侵蚀性质,不被无机酸和水侵蚀。在热浓碱中硼氮键被断开。1200℃以上开始在空气中氧化。真空时约2700℃开始分解。微溶于热酸,不溶于冷水,相对密度2.29。压缩强度为170MPa。在氧化气氛下[敏感词]使用温度为900℃,而在非活性还原气氛下可达2800℃,但在常温下润滑性能较差。氮化硼的大部分性能比碳素材料更优。对于六方氮化硼:摩擦系数很低、高温稳定性很好、耐热震性很好、强度很高、导热系数很高、膨胀系数较低、电阻率很大、耐腐蚀、可透微波或透红外线。


物质结构:

氮化硼六方晶系结晶,最常见为石墨晶格,也有无定形变体,除了六方晶型以外,氮化硼还有其他晶型,包括:菱方氮化硼(r-BN)、立方氮化硼(c-BN)、纤锌矿型氮化硼(w-BN)。人们甚至还发现像石墨稀一样的二维氮化硼晶体。

通常制得的氮化硼是石墨型结构,俗称为白色石墨。另一种是金刚石型,和石墨转变为金刚石的原理类似,石墨型氮化硼在高温(1800℃)、高压(8000Mpa)[5~18GPa]下可转变为金刚型氮化硼。是新型耐高温的超硬材料,用于制作钻头、磨具和切割工具。


应用领域:

1. 金属成型的脱模剂和金属拉丝的润滑剂。

2. 高温状态的特殊电解、电阻材料。

3. 高温固体润滑剂,挤压抗磨添加剂,生产陶瓷复合材料的添加剂,耐火材料和抗氧化添加剂,尤其抗熔融金属腐蚀的场合,热增强添加剂、耐高温的绝缘材料。

4. 晶体管的热封干燥剂和塑料树脂等聚合物的添加剂。

5. 压制成各种形状的氮化硼制品,可用做高温、高压、绝缘、散热部件。

6. 航天航空中的热屏蔽材料

7. 在触媒参与下,经高温高压处理可转化为坚硬如金刚石的立方氮化硼。

8. 原子反应堆的结构材料。

9. 飞机、火箭发动机的喷口。

10.高压高频电及等离子弧的绝缘体。

11.防止中子辐射的包装材料。

12.由氮化硼加工制成的超硬材料,可制成高速切割工具和地质勘探、石油钻探的钻头。

13.冶金上用于连续铸钢的分离环,非晶态铁的流槽口,连续铸铝的脱模剂。

14.做各种电容器薄膜镀铝、显像管镀铝、显示器镀铝等的蒸发舟。

15.各种保鲜镀铝包装袋等。

16.各种激光防伪镀铝、商标烫金材料,各种烟标,啤酒标、包装盒,香烟包装盒镀铝等等。

17.化妆品用于口红的填料,无毒又有润滑性,又有光泽。

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