氮化硼是一種由硼元素和氮元素組成的化合物,化學式爲BN。它具有高熔點、高硬度、高熱導率等特點,因此在陶瓷、複合材料、潤滑劑、高溫塗料等領域有廣泛的應用。氮化硼的晶體結構類似於石墨烯,由堆積的平面構成,硬度比金剛石高,是已知材料中最硬的之一。此外,氮化硼還具有良好的抗腐蝕性能、高溫穩定性和化學穩定性。
氮化硼有四種不同的變體:六方氮化硼(hBN)、菱形氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纖鋅礦氮化硼(WBN)。其中,立方氮化硼被認爲是已知的最硬的物質。氮化硼可以通過不同的方法製備,包括直接氮化法、間接氮化法和模板法。直接氮化法在高溫高壓條件下進行,而間接氮化法和模板法則不需要高溫高壓條件。
氮化硼的物理和化學性質使其在高溫潤滑劑、耐高溫材料、半導體、核子反應器等領域也有廣泛的應用。例如,氮化硼粉末分散在油或水中時,可用作拉絲或衝壓的潤滑劑,也可用作高溫爐的滑動部件。氮化硼燒結體可作爲具有自潤滑性能的軸承和滑動部件的材料。
需要注意的是,氮化硼在室溫下的潤滑性能較差,但可以通過與其他材料混合來改善這一特性。例如,氮化硼與氟化石墨、石墨和二硫化鉬混合,可以作爲高溫潤滑劑使用。氮化硼燒結體在900℃氧化氣氛和2800℃非活性還原氣氛下均可使用,但超過1200攝氏度時,它開始在空氣中氧化,並在2700℃左右真空分解。