氮化硼耐高温超硬材料

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随着产业发展的需要和材料科学的不断突破和创新，各种高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温的新材料应运而生。其中，具有高强度、超硬、脆性等特点的，通常含有一些多组分、活泼的合金元素（如Ni、Cr、V、Mo、Co、Al、Ti等）或两种金属都含有非金属复合材料称为超硬材料。
1981年国际硬物质科学会议认为，凡是硬度大于1000HV的物质都可以称为硬物质，其中自然包括金刚石和立方碳化硼。后来对这个定义进行了补充，即可以加工诸如硬质合金等材料称为超硬材料。目前，由于金刚石和立方氮化硼材料硬度高，统称为超硬材料，具有硬度高、耐磨性和导热性好、热膨胀系数低等优良性能。
一般氮化硼是石墨型结构，俗称白石墨，还有一种是金刚石型，类似于石墨变成金刚石的原理，石墨型氮化硼在高温高压下可以转变为金刚石型氮化硼（800Mpa），氮化硼BN键长（156pm）和金刚石CC键长（154pm）相似。氮化硼陶瓷的密度和硬度与金刚石相近，但耐热性优于金刚石。它是一种新型的耐高温超硬材料，可用于制造钻头、磨具和切削工具。
氮化硼陶瓷是一种氮化硼基陶瓷。它具有优良的电绝缘性、耐热性、耐腐蚀性、高导热性、中子吸收性、高温润滑性和良好的切削加工性，是一种发展迅速、应用广泛的氮化物陶瓷。利用BN的耐热性和耐腐蚀性，我们可以制造高温部件、**燃烧室衬里、航天器隔热罩耐腐蚀零件等。采用BN绝缘，可用作各种加热器的绝缘体、发热管及高温、高频、高压绝缘的散热部件。
氮化硼陶瓷在电子工业中，用于制备氮化晶粒、磷化晶粒、磷化钢坩埚和半导体封装散热板。在原子反应堆中，用作中子吸收材料和屏蔽材料。BN还是优良的高温润滑剂和金属形成膜去除剂，可用作自润滑轴承的组成部分。
六方氮化硼作为高温固体润滑剂表现出优异的性能。在100-1250℃温度范围内，分别测试了六方氮化硼和其他三种高温固体润滑剂在空气、氢气和影响介质中的润滑性能。结果表明，氮化硼优于其他三种润滑剂，尤其是在温度低于900℃时。粒径小于0.5um的HBN广泛用于钟表行业的无油润滑。CBN与金刚石硬度相同，抗高温氧化性优于人造金刚石。其制造工艺一般由HBN经高温高压处理合成。由于氮化硼陶瓷具有低热膨胀、高导电系数，因此其热稳定性应优良，材料反复承受强烈的温度变化也不会损坏。
此外，氮化硼具有较高的电击穿强度，因此作为高频绝缘高压绝缘和高温绝缘材料是理想的。
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