方氮化硼(hexagonal boron nitride，h-BN)，是一种性能优异的陶瓷材料，由B、N两种元素构成，理论密度为2.27g/cm³。六方氮化硼晶体具有类似石墨的层状结构，粉体状态呈现松散、润滑、易吸潮、质轻等特征，外观为纯白色，因此被称为“白色石墨”。

六方氮化硼陶瓷由于其独特的晶体结构，因此具有一系列特殊的性能，如耐高温、抗热震、耐腐蚀、润滑性、电绝缘等，在冶金、化工、电子及新能源等领域都有着广泛的应用。
六方氮化硼粉体

1、力学性能

与氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等陶材料不同，h-BN 陶瓷属于软性材料，其莫氏硬度仅为2，是所有陶瓷材料中硬度最低的。h-BN的弹性模量、抗弯强度等力学性能也相对较低，通过添加烧结助剂和增强相等方式，可以有效提高h-BN基复相陶瓷的弹性模量和抗弯强度。

h-BN陶瓷具有良好的高温力学性能，在高温下没有类似石墨的负载软化现象，在室温至1000℃乃至更高的温度范围内，其抗弯强度能够保持不降低甚至有所提升，因此非常适合应用于高温结构件是十分有利的，可提高其在高温环境下使用的可靠性。

由于h-BN陶瓷硬度低，且具有自润滑特性，因此其机械加工性能好，可以通过常规的车、铣、钻、磨、切等方法进行加工，制成各种形状复杂的构件。h-BN还可以作为改性相加入其他陶瓷中，降低材料的硬度，改善可加工性。

2、热学性能

H-BN具有良好的高温稳定性，在标准大气压下无明显熔点，在 3000℃发生升华，在氮气或氩气气氛中，h-BN的耐热温度可达2800℃，且不发生软化；在中性还原气氛中耐热温度也可达到2000℃；但其在氧气气氛中易发生氧化生成低熔点的氧化硼，导致其稳定性变差，使用温度一般在900℃以下。

H-BN具有优良的导热性，热压致密块体陶瓷的室温热导率可达 50W/（m·K）以上，在陶瓷材料中仅次于氧化铍和氮化铝，与钢铁的热导率接近。值得指出的是，h-BN 陶瓷的热导率随温度上升而下降的趋势不大，在 600℃以上时，其热导率高于氧化铍，在1000℃时垂直c轴排列方向的热导率约为27W/(m·K)，高于绝大部分电绝缘体。

基于较高的热导率、较低的热膨胀系数和弹性模量，h-BN 陶瓷具有优异的抗热冲击性能，材料经受反复强烈热震后也能保持不被破坏。
六方氮化硼

3、电学性能

h-BN是良好的室温和高温电绝缘体。在干燥环境下，高纯度h-BN陶瓷电阻率可达1016~1018Ω·cm，即使在1000℃，电阻率仍可保持在104 ~106Ω·cm。h-BN具有很高的击穿电压，可达30~40kv/mm，因此其是作为高频绝缘、高压绝缘、高温绝缘的理想材料。

并且，h-BN的介电常数值为4~5，介电损耗为（2~8）x10-4，这在陶瓷材料中也是比较小的。

4、化学性质

h-BN 具有优异的化学稳定性，不溶于冷水，在沸水中水解非常缓慢并产生少量的硼酸和氨。h-BN 对各种无机酸、碱、盐溶液及有机溶剂均有相当的抗腐蚀能力，在大多数酸、碱中都具有极好的稳定性，在室温下与弱酸和强碱均不起反应。

在浓硫酸、硝酸、磷酸等溶液中浸泡7天的试样质量损失率均小干10%，微溶于于热酸，用熔融的氢氧化钠、氢氧化钾等处理后才能发生分解。此外，h-BN 对大多数金属和玻璃的高温熔体既不润湿也不发生反应，因此其可作为熔制各种金属的理想坩埚材料。
六方氮化硼粉体

5、各向异性

由于 h-BN 晶体的层片状结构，通过热压烧结成型的 h-BN 陶瓷在力学、热学等性能上通常表现出具有一定程度的各向异性，平行和垂直于热压压力方向的性能具有差异。

因此，可以根据使用性能的需要，通过烧结粉体形貌控制、烧结工艺优化等，制备出层片状 h-BN 晶粒定向排列的织构陶瓷，使其具有显著的各向异性，发挥其在某一方向上的性能特点。

总而言之，六方氮化硼具有众多优异的特性，使其在各个领域都有广泛的应用潜力。

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