六方氮化硼（h-BN）的结构与性能

六方氮化硼（h-BN），是一种白色的粉末状材料，其晶体结构与石墨非常相似，且两者的物理化学性质也较为相像，因此六方氮化硼也被称为“白色石墨”，在导热、润滑、储氢、电池隔膜材料、高温抗氧化涂层、催化等领域都有着重要的应用。

六方氮化硼是一种新型的复合材料，不仅具有低密度、高熔点、低硬度、抗热振性和机械加工性能好等优点，还具有耐高温、热膨胀系数小、热导率高、介电常数低、可靠的电绝缘性等优异性能。

六方氮化硼的结构

从分子结构图来看，六方氮化硼属于六方晶系，具有和石墨烯相同的六方晶体结构，是由多层结构堆叠起来的，不同层之间B-N-B通过范德华作用力链接起来，其晶格常数a=0.2506±0.0002nm，c=0.667±0.0004nm，密度ρ=2.25g/cm3。

立方氮化硼在空气中非常稳定，具有很宽的带隙（5.1eV）和高的硬度（莫氏硬度2），能耐2270℃高温，在3270℃左右时才会升华。同时，六方氮化硼具有良好的绝缘性、导热性和化学稳定性、热膨胀/收缩率低等优点，与弱酸和强碱在室温下均不反应。

六方氮化硼的性能

因为六方氮化硼的分子结构特点，所以其具备很多优异的性能，如高的导热性能、高的耐热性能、润滑性好、摩擦系数低、热膨胀系数低、介电性质优异等物理性能，同时也具备着抗氧化性强、抗腐蚀性强、化学性质稳定等化学性能。

（1）高耐热性。六方氮化硼（h-BN）在0.1Mpa氮气中加热至3000℃以上才会升华，在1800℃时的强度为室温的2倍，因此具有着优异的抗热震性能，在1500℃空冷至室温数十次也不会出现破裂情况。

（2）高导热系数。六方氮化硼制品的导热率约为33W/m·k，有着与不锈钢相似的导热系数，导热率较大。

（3）低膨胀系数。六方氮化硼的线膨胀系数为（2.0~6.5）*10-6/℃，仅次于石英玻璃，加上其具有高的导热率，因此抗热震性能极好。

（4）优良的电绝缘性。六方氮化硼的高温绝缘性好，高纯度六方氮化硼最大体积电阻率可达1016~1018Ω•cm，即使在1000℃高温下，仍有104~106Ω•cm。

（5）良好的耐腐蚀性。六方氮化硼化学稳定性好，且不被大多数的熔融金属、玻璃和盐润湿，因此具有很高的抗酸、碱、熔融金属及玻璃的侵蚀能力，有良好的化学惰性。

（6）较低的摩擦系数。六方氮化硼具有极好的润滑性能，摩擦系数为0.16，高温下不增大，比二硫化钼、石墨耐温高，氧化气氛可用到900℃，真空下可用到2000℃。

（7）可机械加工性。六方氮化硼极易使用常规金属切削技术对制品精加工，车削精度可达0.05mm，因此由六方氮化硼坯料可以加工得到复杂形状的制品。

发布时间：2024-06-15 阅读：201次

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