關鍵詞：氮化硼，片狀氮化硼，球形氮化硼，TIM熱管理材料

白石墨（white graphite）是指六方氮化硼的別稱。白石墨是最簡單的硼氮高分子。與石墨中的六角碳網相似，六方氮化硼中氮和硼也組成六角網狀層面，互相重疊，構成晶體。晶體與石墨相似，具有反磁性及很高的異向性，晶體參數兩者也頗為相近。 氮化硼主要用于耐火材料、半導體固相摻雜源、原子堆的結構材料、防中子輻射的包裝材料、火箭發動機組成材料、高溫潤滑劑和脫模劑。

結構組成

與石墨中的六角碳網相似，六方氮化硼中氮和硼也組成六角網狀層面（見上圖），互相重疊，構成晶體。晶體與石墨相似，具有反磁性及很高的異向性，晶體參數兩者也頗為相近。

六方氮化硼特性：

六方氮化硼為白色晶體，熔點近3000℃，耐高溫，化學性能極為穩定，耐強酸腐蝕，具有很高的電絕緣性能。

氮化硼的發展歷史

氮化硼問世于100多年前，最早的應用是作為高溫潤滑劑的六方氮化硼，不僅其結構而且其性能也與石墨極為相似，且自身潔白，所以俗稱：白石墨。

氮化硼（BN）陶瓷是早在1842年被人發現的化合物。國外對BN材料從第二次世界大戰后進行了大量的研究工作，直到1955年解決了BN熱壓方法后才發展起來的。美國金剛石公司和聯合碳公司首先投入了生產，1960年已生產10噸以上。

1957年R·H·Wentrof率先試制成功CBN，1969年美國通用電氣公司以商品Borazon銷售，1973年美國宣布制成CBN刀具。[2]

1975年日本從美國引進技術也制備了CBN刀具。

1979年首次成功采用脈沖等離子體技術在低溫低壓卜制備崩c—BN薄膜。

20世紀90年代末，人們已能夠運用多種物理氣相沉積（PVD）和化學氣相沉積（CVD）的方法制備c-BN薄膜。

從中國國內看，發展突飛猛進，1963年開始BN粉末的研究，1966年研制成功，1967年投入生產并應用于我國工業和尖端技術之中。

氮化硼的性能和特性

六方氮化硼不溶冷水，水煮沸時水解非常緩慢并產生少量的硼酸和氨，與弱酸和強堿在室溫下均不起反應，微溶于熱酸，用熔融的氫氧化鈉，氫氧化鉀處理才能分解。

氮化硼的各項性能參數：1、高耐熱性：3000℃升華，其強度1800℃為室溫的2倍，1500℃空冷至室溫數十次不破裂，在惰性氣體中2800℃不軟化。2、高導熱系數：熱壓制品為33W/M.K和純鐵一樣，在530℃以上是陶瓷材料中導熱最大的材料。3、低熱膨脹系數：2×10-6的膨脹系數僅次于石英玻璃，是陶瓷中最小的，加上其具有高導熱性，所以抗熱震性能很好。4、優良的電性能：高溫絕緣性好，25℃為1014Ω-cm,2000℃還可以達到103Ω-cm,是陶瓷中最好的高溫絕緣材料，擊穿電壓3KV/MV,低介電損耗108HZ時為2.5×10-4，介電常數為4，可透微波和紅外線。5、 良好的耐腐蝕性：與一般金屬(鐵、銅、鋁、鉛等)、稀土金屬，貴重金屬，半導體材料(鍺、硅、砷化鉀)，玻璃，熔鹽(水晶石、氟化物、爐渣)、無機酸、堿不反應。6、低的摩擦系數：U為0.16，高溫下不增大，比二硫化鉬，石墨耐高溫，氧化氣可用到900℃，真空下可用到2000℃。7、高純度好B高：其雜質含量小于10PPM，而含B大于43.6%。8、可機械加工性：其硬度為莫氏2，所以可用一般機械加工方法加工成精度很高的零部件制品。

特性

1.穩定性

對大多數金屬熔體，如鋼、不銹鋼、AL、FE、Ge、Bi、Si、Cu、等既不潤濕又不發生作用。因此，可用作熔煉蒸發金屬的坩鍋、舟皿、液態金屬輸送管，火箭噴口，大功率器件底座，用作高溫電偶保護，熔化金屬的管道、泵零件、鑄鋼的模具以及高溫電絕緣材料等。

2.耐熱耐蝕性

可以制造高溫構件、火箭燃燒室內襯、宇宙飛船的熱屏蔽、磁流體發電機的耐蝕件等。

3.絕緣性

氮化硼廣泛應用于高壓高頻電及等離子弧的絕緣體以及各種加熱器的絕緣子，加熱管套管和高溫、高頻、高壓絕緣散熱部件，高頻應用電爐的材料。

4.熱導性

氮化硼可用作制備砷化鎵、磷化鎵、磷化銦的坩鍋，半導體封裝散熱底板、移相器的散熱棒，行波管收集極的散熱管，半導體和集成電極的p型擴散源和微波窗口。

5.屏蔽性

氮化硼在原子反應堆中，用作中子吸收材料和屏蔽材料。還可用作紅外、微波偏振器，紅外線濾光片，激光儀的光路通道，超高壓壓力傳遞材料等。

6.潤滑劑

氮化硼可以作為自潤滑軸承的組分。氮化硼的很多物理性能同石墨相似，因而有白石墨之稱。它與云母、滑石粉、硅酸鹽、脂肪酸等統稱為白色固體潤滑劑。作為潤滑劑使用，氮化硼可以分散在耐熱潤滑油脂、水或溶劑中;噴涂在摩擦表面上，待溶劑揮發而形成干膜；填充在樹脂、陶瓷、金屬表面層作為耐高溫自潤滑復合材料。用于宇航工程上，也可把氮化硼粉末直接涂在導軌面上。氮化硼懸浮油呈白色或黃色。因而在紡織機械上不污染纖維制品，可大量用在合成纖維紡織機械潤滑上。

7.添加劑

氮化硼由氮化硼加工制成的氮化硼纖維，為中模數高功能纖維，是一種無機合成工程材料，可廣泛用于化學工業，紡織工業、宇航技術和其它尖端工業部門。立方氮化硼（CBN）是由六方氮化硼和觸媒在高溫高壓下合成的超硬材料。這種超硬材料在已工業化應用的超硬材料中，硬度僅次于金剛石。立方氮化硼熱穩定性遠高于金鋼石，對鐵系金屬元素有較大的化學穩定性，因此立方氮化硼磨具在鐵基金屬制品切削、磨削加工領域應用廣泛，性能十分優異。

概述六方氮化硼的用途

六方氮化硼可以用于制造TiB2/BN復合陶瓷，還可以用于高級耐火材料和超硬材料，水平連軋鋼的分離環，用于耐高溫潤滑劑和高溫涂料同時還是合成立方氮化硼的原料。

具體用途：1. 金屬成型的脫模劑和金屬拉絲的潤滑劑。2. 高溫狀態的特殊電解、電阻材料。3. 高溫固體潤滑劑，擠壓抗磨添加劑，生產陶瓷復合材料的添加劑，耐火材料和抗氧化添加劑，尤其抗熔融金屬腐蝕的場合，熱增強添加劑、耐高溫的絕緣材料。4. 晶體管的熱封干燥劑和塑料樹脂等聚合物的添加劑。5. 壓制成各種形狀的氮化硼制品，可用做高溫、高壓、絕緣、散熱部件。6. 航天航空中的熱屏蔽材料。7. 在觸媒參與下，經高溫高壓處理可轉化為堅硬如金剛石的立方氮化硼。8. 原子反應堆的結構材料。9. 飛機、火箭發動機的噴口。10.高壓高頻電及等離子弧的絕緣體。11.防止中子輻射的包裝材料。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質勘探、石油鉆探的鉆頭。13.冶金上用于連續鑄鋼的分離環，非晶態鐵的流槽口，連續鑄鋁的脫模劑（各種光學玻璃脫膜劑）。14.做各種電容器薄膜鍍鋁、顯像管鍍鋁、顯示器鍍鋁等的蒸發舟。15.各種保鮮鍍鋁包裝袋等。16.各種激光防偽鍍鋁、商標燙金材料，各種煙標，啤酒標、包裝盒，香煙包裝盒鍍鋁等等。17.化妝品用于口紅的填料，無毒又有潤滑性，又有光澤。

導熱氮化硼

• 片狀氮化硼：

使用領域：

• 顆粒狀氮化硼：

照片：

粒徑分布：

優點：

填充比例高，粘度低，導熱高，介電常數更低。

• 球形氮化硼：

照片：

優點：

高導熱；低比表面；低介電；高填充。

應用領域：

熱界面材料--導熱墊片，導熱膏，導熱凝膠，導熱灌封，印刷電路板，導熱鋁基覆銅板， 導熱工程塑料，電子封裝，高頻功率器件。