六方氮化硼的制备方法

六方氮化硼是一种性能优异并有很大发展潜力的新型陶瓷材料，包括5种异构体，分别是高温氮化硼纤锌矿氮化硼(w-BN),三方氮化硼(r-BN)、立方氮化硼(c-BN)和斜方氮化硼(o-BN)。

其中六方氮化硼的结构与石墨相似，具有六方层状结构,晶格常数a=0.250 4 nm,c=0.666 1 nm,理论密度2.27 g/cm3,熔点3 000℃,质地柔软,可加工性强,并且颜色为白色,俗称“白石墨”。六方氮化硼是典型的各向异性材料,在垂直于c轴方向上有较高的热导率[60 W/(m·K)]、低的热膨胀系数[(0~2.6)×10–4/K]和高的抗张强度(41 MPa)。平行于c轴方向具有较低的热导率[1.2~2.9 W/(m·K)]、较低的介电常数(3~5)和介质损耗[(1~1.4)×10–4]。

硼砂–尿素(氯化铵)法是制备h-BN粉的传统方法,生产成本较低,投资少,工艺简单,适合工业生产,但是合成得到的氮化硼的纯度不高,粒度均匀性差。水(溶剂)热合成法水(溶剂)热合成法(简称水热法)是在高压釜里,采用水(或有机溶剂)作为反应介质,通过对高压釜加热,创造一个高温、高压反应环境,使得通常难溶或不溶的物质溶解并反应生成新的晶体。水热法通常用于合成氧化物或金属单质超细粉,在制备非氧化物超细粉方面的研究尚处于起步阶段。目前文献报道的的水热法合成的六方氮化硼中多相共存,而且掺有无法分离的杂质。

采用H3BO3、白磷和NaN3为原料用水热法在300℃条件下合成了h-BN纳米微粉,其中含有部分o-BN。选用合适的硼、氮源(如硼酸铵、三聚氰胺)对于提高h-BN含量有重要的影响，以水为溶剂比较环保,但需要较高的温度,而有机溶剂可将反应温度显著降低。