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六方氮化硼(h-BN)，是一種白色的粉末狀材料，其晶體結構與石墨非常相似，且兩者的物理化學性質也較為相像，因此六方氮化硼也被稱為“白色石墨”，在導熱、潤滑、儲氫、電池隔膜材料、高溫抗氧化涂層、催化等領域都有著重要的應用。

六方氮化硼的結構

從分子結構圖來看，六方氮化硼屬于六方晶系，具有和石墨烯相同的六方晶體結構，是由多層結構堆委起來的，不同層之間B-N-B通過范德華作用力連接起來，其晶格常數a=0.2506+0.0002nm,c=0.667+0.0004nm，密度p=2.25g/cm3。

立方氮化硼在空氣中非常穩定，具有很寬的帶隙(5.1ev)和高的硬度(莫氏硬度2)，能耐2270℃高溫，在3270℃左右時才會升華。同時，六方氮化硼具有良好的絕緣性、導熱性和化學穩定性、熱膨脹/收縮率低等優點，與弱酸和強堿在室溫下均不反應。

六方氮化硼的制備

合成氮化硼常見方法有硼酐法、鹵化硼法、硼酸法、硼砂法、電弧等離子體法等。其中硼酐法是工業生產氮化硼的主要方法。通常制得的氮化硼是石墨型的六方氮化硼，石墨型氮化硼在高溫(1800°C)、高壓(800MPa)下可轉變為金剛型立方氮化硼。

1、硼酐法 將B203與NH3于900~1200℃反應得到氨化硼粉末，將該粉末在1400℃的NH3中連續氮化或在1800C的N2、Ar中處理后，即可得純度高，結晶度好的氮化硼粉末。也可于石墨坩堝中在催化劑作用下，用石墨還原硼酐得到氮化硼。

2、氣相合成法 鹵化硼與氨反應生成中間物質氨基絡合物，氨基絡合物經900~1200℃高溫處理得到氮化硼。在900~1200℃C得到的氮化硼純度較低，如果在1600~1900C下處理氨基絡合物則可得高純氮化硼。

3、硼酸法 由硼酸與磷酸三鈣等在氨氣中加熱制得。

六方氮化硼的性能

因為六方氮化硼的分子結構特點，所以其具備很多優異的性能，如高的導熱性能高的耐熱性能、潤滑性好、摩擦系數低、熱膨脹系數低、介電性質優異等物理性能，同時也具備著抗氧化性強、抗腐蝕性強、化學性質穩定等化學性能。(1)高耐熱性。六方氮化硼(h-BN)在0.1Mpa氮氣中加熱至3000℃以上才會升華，在1800C時的強度為室溫的2倍，因此具有著優異的抗熱震性能，在1500℃C空冷至室溫數十次也不會出現破裂情況。

(2)高導熱系數。六方氮化硼制品的導熱率約為33W/m-k，有著與不銹鋼相似的導熱系數，導熱率較大。

(3)低膨脹系數。六方氮化硼的線膨脹系數為(2.0--6.5)*10-6℃，僅次于石英玻璃，加上其具有高的導熱率，因此抗熱震性能極好。

(4)優良的電絕緣性。六方氮化硼的高溫絕緣性好，高純度六方氮化硼**體積電阻率可達1016-10189*cm，即使在1000C高溫下，仍有104~1069*cm。

(5)良好的耐腐蝕性。六方氮化硼化學穩定性好，且不被大多數的熔融金屆、玻璃和鹽潤濕，因此具有很高的抗酸、堿、熔融金屈及玻璃的侵蝕能力，有良好的化學惰性。

(6)較低的摩擦系數。六方氮化硼具有極好的潤滑性能，摩擦系數為0.16，高溫下不增大，比二硫化鉬、石墨耐溫高，氧化氣氛可用到900℃，真空下可用到2000C

(7)可機械加工性。六方氮化硼極易使用常規金屬切削技術對制品精加工，車削精度可達0.05mm，因此由六方氮化硼坯料可以加工得到復雜形狀的制品。

六方氮化硼是合成立方氮化硼的原料。立方氮化硼主要被用作高級耐火材料、超硬耐磨材料，由氮化硼加工制成的超硬材料，可制成高速切割工具和地質勘探、石油鉆探的鉆頭。由于立方氮化硼還具有高導熱性和良好的半導體特性，也是使用溫度較高的半導體材料，廣泛用于光電子、微電子領域。

此外，氮化硼可以用于制造TIB2/BN復合陶瓷，金屬成型的脫模劑和金屬拉絲的潤滑劑及高溫涂料，在抗熔融金屬腐蝕的場合作為熱增強添加劑、耐高溫的絕緣材料。用作半導體硅摻雜源。在航空等工業可以用作航天航空中的熱屏蔽材料，原子反應堆的結構材料，高壓高頻電及等離子弧的絕緣體。

應用領域

導熱領域

電子封裝:h-BN具有良好的導熱性和電絕緣性，可作為電子封裝材料，幫助散熱，提高電子設備的穩定性和可靠性，延長使用壽命。

半導體器件:h-BN的寬禁帶使其在半導體器件中具有潛在應用，可用于制造高溫、高頻、大功率的電子器件，如氮化硼基的場效應晶體管等。

潤滑領域

高溫潤滑:h-BN在高溫下具有良好的潤滑性能，可作為高溫潤滑劑，用于高溫機械部件的潤滑，如航空航天發動機的軸承、活塞等部件的潤滑。

固體潤滑劑:h-BN納米片可作為固體潤滑劑，添加到潤滑油中，提高潤滑油的潤滑性能和穩定性，減少摩擦和磨損。

污水處理

水污染問題直接關系到國家發展和民生，尤其是重金屬污染--因為重金屬離子進入人體可能引發各種疾病。隨著水污染問題的日益嚴峻，各種方法和材料相繼被應用于污水治理之中，其中h-BN被制成3D多孔的結構時，可用于吸附領域。

污水處理領域

重金屬離子吸附:h-BN制成的3D多孔結構材料，對重金屬離子具有良好的吸附性能，可用于污水處理中的重金屬離子去除，如對砷離子的吸附。

有機污染物吸附:h-BN納米片對有機污染物也有一定的吸附能力，可用于吸附水中的有機染料、農藥等污染物。

催化領域

石墨烯無論是作為載體，還是作為催化劑都得到了廣泛的研究應用。h-BN因其具有類似石墨烯的結構，且擁有比石墨烯更穩定的化學結構和耐高溫性能，在催化領域的應用效果被人們發現。

催化領域

載體:h-BN因其具有類似石墨烯的結構，且擁有比石墨烯更穩定的化學結構和耐高溫性能，可作為催化劑的載體，將金屬離子或金屬單質沉積在h-BN表面，形成具有催化活性的催化劑。

直接催化:h-BN本身在某些反應中也具有一定的催化活性，如在有機合成反應中，可作為催化劑促進反應的進行。

能源領域

隨著工業的不斷發展，傳統的化石能源逐漸不能滿足人們的要求，探索和開發清潔能源成為當前科研人員的工作重點問題之一。氫氣作為清潔新能源出現在人們的視野之中，但氫氣如何儲存和運輸成為新的問題。多孔的h-BN因具有大的比表面積、合適的孔體積、高密度的吸附活性位點成為優異的候選者。燃料電池作為新能源也逐步被人們了解，h-BN因顯示出較高的質子傳導性以及優異的氣體阻隔能力，在質子交換膜燃料中具有優異的表現。

氫氣儲存:多孔的h-BN因具有大的比表面積、合適的孔體積、高密度的吸附活性位點，可作為氫氣儲存的材料，提高氣的儲存效率。

燃料電池:h-BN因顯示出較高的質子傳導性以及優異的氣體阻隔能力，在質子交換膜燃料電池中具有優異的表現，可用于制造燃料電池的電極材料、質子交換膜等。

生物醫藥領域

藥物載體:h-BN納米球表面可以吸附大量藥物，可作為藥物的載體，用于藥物的靶向輸送和緩釋。

硼中子俘獲療法:利用氮化硼納米管作為硼中子俘獲療法的10B攜帶劑，可將硼元素輸送到腫瘤部位，實現對腫瘤的精準治療。

生物醫藥材料由于其特殊性，對材料要求較高。首先，需要材料對生物體沒有毒害作用。其次，需要材料具有化學穩定性，還需要材料有很好的生物相容性。通過實驗表明，h-BN具有很好的生物相容性，在生物醫藥領域有很大的應用前景。除了可以直接作為藥物發揮作用，如亞賽等利用氮化硼納米管作為硼中子俘獲療法的10B攜帶劑，亞賽將氮化硼納米管功能化使其能夠追蹤，并使用葉酸作為腫瘤靶向配體;也可以作為藥物的載體，如亞賽等通過化學氣相沉積法使用氧化硼蒸汽和流動的氨制備了h-BN納米球。測試表明，這些納米球表面可以吸附大量藥物。

微波吸收領域

h-BN具有良好的電絕緣性、超低的介電常數以及優良的微波傳輸能力，通常被用作透波材料而不是吸波材料。但h-BN材料可以與其他材料結合以調節其介電性能，從而提高復合材料的微波吸收性能，可用于制造微波吸收材料，如隱身材料等。

針對不同金屬鑄造及高溫設備使用需求亞賽開發出7種型號的氮化硼水性或有機系涂料。其高溫穩定性、不粘性與抗氧化性顯著優于傳統石墨涂料，廣泛用于:

鋁、鈦、銅及其合金的鑄造脫模

光學玻璃熱彎成型脫模

金屬鍛造與鋁加工設備的潤滑與隔熱保護

高溫爐壁、導熱系統的防護涂層