淺析六方氮化硼陶瓷的低溫致密化制備與應(yīng)用

氮化硼，尤其是六方氮化硼（h-BN）是近年來發(fā)展較快的硼化物產(chǎn)品。h-BN是一種除了結(jié)構(gòu)以外，就連性能都與石墨非常相近的材料。它是由56.4%的氮原子核43.6%的硼原子所構(gòu)成的晶體，由于自身潔白，因此也被叫作“白石墨”。

六方氮化硼（h-BN）陶瓷是一種具有優(yōu)良性能和廣泛用途的材料，具有耐高溫、導(dǎo)熱性好、低的熱膨脹系數(shù)和低的介電常數(shù)、較高的電阻率和介電性能、優(yōu)良的加工性能、與大多數(shù)金屬不反應(yīng)、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能，可以作為高溫環(huán)境下盛放物品的容器、井下防爆電機(jī)的絕緣散熱片、高溫?zé)犭娕嫉谋Ｗo(hù)套管、雷達(dá)天線罩、以及熔煉多種有色金屬和稀有金屬的坩堝、器皿、輸送泵等部件，是一種如今備受關(guān)注，具有廣泛的市場應(yīng)用前景的新材料。

六方氮化硼陶瓷的應(yīng)用
六方氮化硼（h-BN）陶瓷制品的應(yīng)用集中在利用其高導(dǎo)熱、極低的熱膨脹系數(shù)、高化學(xué)穩(wěn)定性、耐高溫耐絕緣等性能的功能陶瓷領(lǐng)域，在作為特種陶瓷材料方面具有難以忽視的優(yōu)勢，而其中市場容量較大的是氮化硼-硼化鈦復(fù)合陶瓷蒸發(fā)舟，隨著一些新興領(lǐng)域的快速發(fā)展，其他方面應(yīng)用也逐漸引起重視。
利用六方氮化硼陶瓷較好的耐高溫性和電絕緣性，可作為超高溫的電絕緣材料，具有優(yōu)良的抗熱沖擊性。利用其高導(dǎo)熱性及對微波輻射的穿透性能，在電子工業(yè)中可用作雷達(dá)的傳遞窗。利用h-BN制品熔點(diǎn)較高、熱膨脹系數(shù)小以及幾乎對所有熔融金屬都穩(wěn)定的性能，且對酸、堿和玻璃熔渣有良好的耐侵蝕性，可用作高溫熔煉有色金屬、貴金屬和稀有金屬的坩堝、器皿、管道、輸送泵等部件以及耐熱材料、散熱片和導(dǎo)熱材料等，可在1500°Ｃ至室溫反復(fù)急冷急熱條件下使用。

h-BN陶瓷對微波輻射和紅外線具有穿透性能，可用作透紅外和微波的窗口，在電子工業(yè)中可用作雷達(dá)的傳遞窗等。對此，利用六方氮化硼(hexagonalboronnitride)的紅外特性，研究人員還設(shè)計了一種雙曲硅混合光子波導(dǎo)平臺，可同時在中紅外(6.5-7.0μm)和電信(1.55μm)頻率下工作。在中紅外中，h-BN晶體的結(jié)構(gòu)可以支持一種名為雙曲聲子極化子的新型光學(xué)模式。這些雙曲極化激元被證明可以在納米厚度的平板內(nèi)引導(dǎo)長、中紅外波長的光沿著底層硅波導(dǎo)的路徑行進(jìn)。

利用h-BN陶瓷具有較強(qiáng)的中子吸收能力，可在原子能工業(yè)中與各種塑料、石墨混合使用，作為原子堆的屏蔽材料。利用h-BN陶瓷具有較高的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性，同時還具有熱導(dǎo)率高、介電性好、制品易加工等特點(diǎn)，可與TiB2復(fù)合制備導(dǎo)電陶瓷蒸發(fā)舟。

此外，利用h-BN在超高壓下性能穩(wěn)定，可作為壓力傳遞材料和容器。利用h-BN是最輕的陶瓷材料，可用于飛機(jī)和宇宙飛行器的高溫結(jié)構(gòu)材料。利用h-BN的發(fā)光性，可以作為場致發(fā)光材料。