氮化硼的製備方法多樣,主要包括以下幾種:
高溫高壓合成法:在高溫高壓條件下,由純六方氮化硼(HBN)直接轉變成立方氮化硼(CBN)。使用催化劑可降低轉變溫度和壓力,常用的催化劑包括堿和堿土金屬、氮化物、氟代氮化物等。
化學氣相合成法:利用脈衝等離子體技術在低溫低壓下製備氮化硼膜。反應氣體(如BCl?或B?H?與NH?的混合氣體)在高溫基體表麵發生分解和化學反應,沉積成膜。
水熱合成法:在高壓釜中的高溫高壓環境下,以水為反應介質,使難溶或不溶的物質溶解並重結晶。
苯熱合成法:利用苯的穩定共軛結構作為溶劑,在相對低的溫度和壓力下製備氮化硼。
自蔓延技術:通過外部能量誘發高放熱化學反應,反應在自身放出熱量的支持下快速進行。
碳熱合成技術:在碳化矽表麵上,以硼酸為原料,碳為還原劑,氨氣氮化得到氮化硼。
離子束濺射技術:利用粒子束濺射沉積技術,得到立方氮化硼和六方氮化硼的混合產物。
激光誘發還原法:用激光誘發反應前驅體之間的氧化還原反應,生成氮化硼。
氮化硼的具體用途
電子工程領域:
高溫電子封裝:氮化硼具有優良的熱導率和電絕緣性能,可用於陶瓷基板、芯片載體、散熱器等器件的封裝材料。
電力電子散熱:作為高功率密度電力電子器件的散熱材料,提高器件的可靠性和壽命。
微波介質陶瓷:用於製造高頻微波器件,如濾波器、諧振器、天線等。
半導體製造:作為刻蝕劑和薄膜沉積原料,保護半導體器件免受損傷或汙染。
冶金工業:
保護材料:在鋼鐵冶煉過程中,作為保護渣或熔融金屬的過濾材料。
熱工材料:用於製造坩堝、熱電偶套管等高溫設備。
隔熱材料:作為隔熱板、隔熱套等,降低熱量交換。
加工工具:作為刀具塗層材料或磨料,提高加工效率和表麵光潔度。
化學工業:
高耐腐蝕性材料:用於化學品生產和儲存。
脫模劑和潤滑劑:在塑料成型和金屬拉絲工藝中應用。
高溫固體潤滑劑:在擠壓抗磨添加劑、陶瓷複合材料添加劑等領域應用。
航空航天領域:
高溫防護塗層:作為火箭發動機和飛機燃氣渦輪發動機中高溫部件的理想塗層材料。
增強複合材料:與其他材料結合形成高性能複合材料,用於製造飛機和航天器的結構件。
潤滑劑:應用於發動機部件、齒輪和軸承等摩擦和接觸表麵。
空間輻射屏蔽:用於製造空間輻射屏蔽材料。
其他領域:
高能射線探測器:用於核物理實驗、醫學影像診斷等領域。
納米電子學:用於製造納米電子器件,如場效應晶體管、納米集成電路等。
化妝品:作為口紅的填料,提供無毒、潤滑和光澤效果。