氮化硼简介

氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体，分子式为BN，分子量24.81。化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，理论密度2.27g/cm3。

氮化硼（BN）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，分别是六方氮化硼（h-BN），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）。

氮化硼粉末具有松散、润滑、质轻、易吸潮等性质，颜色洁白。氮化硼制品呈象牙白色。

广泛应用于机械、冶金、化工、电子、核能和航空航天领域。

氮化硼的性能

在机械特性方面：拥有不磨蚀、低磨耗、尺寸安全性、润滑性佳、耐火及易加工等优点。

在电气特性方面：拥有介电强度佳、低介电常数、高频率下低损耗、可微波穿透、良好的电绝缘性等优点。

在热力特性方面：拥有高热传导、高热容量、低热膨胀、抗热冲击、高温润滑性及高温安定性等优点。

在化学特性方面：拥有无毒、化学安定性、抗腐蚀、抗氧化、低湿润、生物安定性及不沾性等优点。

氮化硼的制备及应用

硼砂-尿素（氯化铵）法

硼砂-尿素（氯化铵）法是将无水硼砂和尿素混合后在氨气流中加热反应而制得氮化硼粉。其反应方程式为：

Na2B4O7+2(NH2)2CO→4BN+Na2o+2co2
Na2B4O7+2NH4CI+2NH3→4BN+2NaCl+7H2O

此方法可实现连续生产，提高了生产效率，但在反应过程中经常出现玻璃相使产量明显降低，且后处理困难，故需进一步研究其反应机理并改进合成工艺。硼砂-尿素法是制备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，但是在反应过程中原料的反应不完全或生成含C的副产物会导致h-BN含量不高，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。

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。

水热法的工艺条件相对容易控制，产物粒度可达到纳米级，均匀性和球形度良好，但产率普遍偏低。

化学气相沉积法(CVD)

CVD法制备h-BN粉一般采用热壁式反应器，将含B、N的气态原料通过载气导入到一个反应室内，在高温下气态原料之间发生化学反应生成BN粉，其中硼源普遍采用BF3、BCl3、BBr3或B2H6等含硼的化合物，氮源一般是NH3或N2。

CVD法制备的h-BN粉末纯度和球形度都较高，但在制备过程中需要对多种因素进行精确控制。

h-BN的应用

六方氮化硼是一种耐高温、耐腐蚀、高导热率、高绝缘性以及润滑性能优良的材料，被广泛地应用于石油、化工、机械、电子、电力、纺织、核工业、航天等部门。