立方氮化硼粉末的热处理研究

氮化硼分解温度
氮化硼，又称为氮气化硼或立方氮化硼，是一种非金属材料，具有很高的硬度、高温稳定性、高热导率和高抗腐蚀能力。

因此，氮化硼广泛用于高温材料、切削工具、陶瓷等领域。

氮化硼的分解温度是指氮化硼在高温下分解为氮气和硼的过程，也是氮化硼材料的一个重要指标。

氮化硼的分解温度取决于多种因素，下面将从以下三个方面进行说明：
1. 材料制备过程中的因素
氮化硼的制备过程是影响其分解温度的主要因素之一。

在不同制备工艺下，制备出的氮化硼材料的分解温度有所不同。

例如，采用等离子体辅助化学气相沉积（PECVD）制备的氮化硼的分解温度比采用热固法制备的氮化硼的分解温度更低。

2. 氮化硼材料中的杂质含量
氮化硼中的杂质会降低其分解温度。

常见的杂质有钙、镁等金属元素和氧、碳等非金属元素。

杂质含量越高，氮化硼的分解温度越低。

因此，在制备氮化硼材料时，需要尽可能减少或排除杂质。

3. 氮化硼材料的晶体结构
氮化硼有两种结构：六方氮气化硼（h-BN）和立方氮化硼（c-BN）。

不同结构的氮化硼分解温度差异很大。

相比之下，立方氮化硼的分解温度较高，可以达到许多金属的熔点。

综上所述，氮化硼的分解温度受多种因素影响，包括制备工艺、杂质
含量和晶体结构等。

在应用中，需要综合考虑这些因素，选择合适的氮化硼材料，并严格控制制备工艺，以保证高品质的氮化硼材料。

多晶立方氮化硼复合材料的制备及其应用
多晶立方氮化硼复合材料是一种新型的高性能复合材料，它由立方氮化硼(BN)和多晶碳(MG)组成，以达到有效的结构强度和耐磨性。

主要应用于精密机械零件、航空航天件、高性能运动装备等。

1. 制备工艺：多晶立方氮化硼复合材料的制备工艺主要分为两步：首先将特定尺寸和形状的立方氮化硼微粉和多晶碳微粉混合在一起，然后将混合物经过压制、热处理和热处理等工艺步骤制备出多晶立方氮化硼复合材料。

2. 使用：多晶立方氮化硼复合材料可用于制作精密机械零件、航空航天件、高性能运动装备等，具有良好的结构强度和耐磨性。

例如，精密机械零件采用多晶立方氮化硼复合材料可以提高零件的强度和精度，而航空航天件则可以提高件的耐磨性和耐腐蚀性；在高性能运动装备上，多晶立方氮化硼复合材料可以提高装备的耐磨性和稳定性。

氮化硼制备方法的研究英才学院任丹丹1236002班学号：6120520201氮化硼制备方法的研究英才学院任丹丹指导教师：杨玉林摘要：氮化硼是一种优良的绝缘材料，也是一种耐高温材料，在耐火材料和电子工业中已得到广泛的应用。

【1】合成氮化硼的方法有很多种。

究竟哪种方法更切合实际，或者在某些特定情况下更适合选择哪种方法呢？本文从反应方向、原料价格以及环保等方面综合考虑，分析并得出了切实具体的制备方案。

关键词：氮化硼；制备；价格；环保；反应方向。

氮化硼是一种重要的III-V族化合物，该材料具有优异的物理和化学性能，如：宽带隙、高热导率、优异的抗氧化性等。

氮化硼在高温、高频、大功率、光电子及抗辐射等方面具有巨大的应用前景，因此BN 纳米材料的制备、纳米结构的测量、纳米器件的组装、BN增韧陶瓷及光、电学性能的测试等成为当今BN 纳米材料领域的重要研究方向。

目前，许多国家相继投入了大量的资金对氮化硼进行了广泛深入的研究，并己在BN晶体生长技术、光电器件开发、关键器件工艺、BN集成电路制造等方面取得了重要成果，这为军用电子系统和武器装备性能的提高以及抵抗恶劣环境的电子设备提供了新型元件。

一、氮化硼的优良性能与应用氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。

化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，具有四种不同的变体：六方氮化硼（HBN)、菱方氮化硼（RBN）、立方氮化硼(CBN)、纤锌矿氮化硼(WBN)。

氮原子和硼原子采取不同杂化方式互相作用，可形成不同结构的氮化硼晶体。

当氮原子和硼原子以SP2方式杂化后,由于键角为120°，成键后形成与石墨类似的平面六角网状结构分子，这种大的平面网状分子采取不同的空间堆垛方式后，又可形成不同的结构--六方氮化硼（HBN）和菱方氮化（RBN）。

氮化硼有很多优良的性能：高耐热性、高导热系数、低热膨胀系数、抗热震性、高温绝缘性好（是陶瓷中最好的高温绝缘材料）、良好的耐腐蚀性、低的摩擦系数、可机械加工性。

氮化硼的合成方案分析摘要：氮化硼是一种新型的陶瓷材料，六方氮化硼具有质轻，润滑，难溶，耐高温，耐强酸强碱等特点，是陶瓷中最好的高温绝缘材料，加工过程中高温润滑性能最理想的涂料，电子产业中的半导体材料以及核工业中的防中子辐射包装材料等；立方氮化硼密度与硬度都与金刚石相似，耐热性能优于金刚石，是新型高温超硬材料，限于技术水平，目前应用于制造钻头、磨具和切割工具等。

制备氮化硼的方案有几种，现从反应方向，原料价格、合成条件及环保等方面讨论，选择一个最优方案。

关键词：氮化硼；反应方向，原料价格；环保一、BN的性质氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。

化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，具有四种不同的变体：六方氮化硼（HBN)、菱方氮化硼（RBN）、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。

氮化硼耐腐蚀，电绝缘性很好，比电阻大于10-6 Ω．cm；压缩强度为170MPa；在c轴方向上的热膨胀系数为41×10-6/℃而在d轴方向上为－2．3×10-6 ；在氧化气氛下最高使用温度为900℃，而在非活性还原气氛下可达2800℃，但在常温下润滑性能较差，故常与氟化石墨、石墨与二硫化钼混合用作高温润滑剂，将氮化硼粉末分散在油中或水中可以作为拉丝或压制成形的润滑剂，也可用作高温炉滑动零件的润滑剂，氮化硼的烧结体可用作具有自润滑性能的轴承、滑动零件的材料。

合成BN的方案有几种，但解决实际问题时还应考虑许多其他因素，现从反应方向，原料价格、合成条件及环保等方面分析以下三种方案。

二、合成BN的三种方案用单质B与N2反应，用BCl3与NH3反应和用B2O3与NH3反应；当然，除此之外BN的合成方法还有很多，近年来先进的BN合成技术主要有水热合成法，本热合成法，新的化学气相沉积，自蔓延技术，碳热合成技术，离子束溅射技术，激光合成技术等。

1.用单质B与N2反应1.1反应方向B(s)+1/2N2(g)==BN(s)标准焓变：△f Hm==-254.39kJ/mol标准熵变：△f Sm==-86.82J/mol·k即该反应的转换温度为T==△f Hm/△fSm==2930k 只需温度低于2930k即可，可知该反应在298k状态下可以自发进行，而且推动力很大，是放热反应，反应过程中熵增加。

《放电等离子烧结制备立方氮化硼-钛-铝复合材料》篇一放电等离子烧结制备立方氮化硼-钛-铝复合材料一、引言随着科技的进步和工业的快速发展，复合材料因其独特的物理和化学性质，在众多领域中得到了广泛的应用。

立方氮化硼（c-BN）、钛（Ti）和铝（Al）作为各自领域内的优秀材料，其复合材料具有更优异的性能。

本文将详细介绍放电等离子烧结（SPS）技术在制备立方氮化硼/钛/铝复合材料中的应用，并探讨其制备过程、性能及潜在的应用前景。

二、放电等离子烧结技术概述放电等离子烧结（SPS）技术是一种新型的烧结技术，其基本原理是利用脉冲直流电场在粉末颗粒间产生放电现象，从而在烧结过程中产生等离子体，使粉末颗粒在短时间内达到较高的温度和压力，从而实现快速烧结。

SPS技术具有烧结温度低、时间短、制备过程简单等优点，被广泛应用于制备各种复合材料。

三、立方氮化硼/钛/铝复合材料的制备1. 材料选择与配比本实验选用高纯度的立方氮化硼、钛粉和铝粉作为原料，根据所需性能的配比进行混合。

2. 制备过程首先，将原料粉末混合均匀，然后放入SPS烧结炉中。

在一定的温度和压力下，通过SPS技术进行烧结。

烧结过程中，利用脉冲直流电场产生放电现象，使粉末颗粒间产生等离子体，从而实现快速烧结。

3. 工艺参数优化通过调整烧结温度、压力、电流等参数，优化制备工艺，得到性能优异的立方氮化硼/钛/铝复合材料。

四、立方氮化硼/钛/铝复合材料的性能经过SPS技术制备的立方氮化硼/钛/铝复合材料具有以下优异性能：1. 高硬度：由于立方氮化硼的加入，复合材料具有较高的硬度，可应用于耐磨、耐压等场合。

2. 良好的导电性：钛和铝的加入使复合材料具有良好的导电性能，可应用于导电材料、电磁屏蔽等领域。

3. 优良的力学性能：复合材料具有较高的强度和韧性，可满足各种工程应用的需求。

五、应用前景立方氮化硼/钛/铝复合材料具有广泛的应用前景。

在机械制造、航空航天、电子信息等领域，可应用于制造耐磨零件、电磁屏蔽材料、导电材料等。

氮化硼氮化硼（BN）是一种由相同数量的氮原子和硼原子组成的双化合物，因此它的实验式是BN。

氮化硼和碳是等电子的，并和碳一样，氮化硼是多形的：其中一形体类似于钻石而另一个则类似于石墨。

类似于钻石的形体是现时所知的几乎最硬的物质，即立方氮化硼；类似于石墨的形体是一种十分实用的润滑剂，即六方氮化硼。

一.六方氮化硼1.1简介形态相似于石墨的氮化硼，也称六方氮化硼、h-BN、α-BN或g-BN （graphitic BN），有时也称“白石墨”，它是最普遍使用的氮化硼形态。

和石墨相似，六方形态是由许多片六边形组成。

这些薄片层与层之间的相关结构（registry）不同，但是从石墨的排列模式中看出，这是由于硼原子在氮原子上面使氮化硼的原子变成椭圆的。

如此结构反映出硼—氮链的极性。

氮化硼中较低的共价性质，使它成为导电性相对于石墨较低的半金属，电在它六边形薄片中pi-链的网络中流通。

六方氮化硼的缺乏颜色，显示较低的电子离域性，表示其能隙较大。

六方氮化硼在极低和极高（900℃）的温度甚至是氧气下都是一种很好的润滑剂，它在石墨的导电性和与其它物质的化学反应造成困难时特别有用。

由于它的润滑机理并不涉及到层面之间的水分子，氮化硼润滑剂还可以在真空下使用，如在太空作业时。

六方氮化硼在空气中高达1000℃、真空中1400℃和在惰性气体中2800℃都仍然稳定，也是其中一种导热性最好的绝缘体。

它对多数物质都不产生化学反应，也不被许多融化物质所沾湿（如：铝、铜、锌、铁和钢、铬、硅、硼、冰晶石、玻璃和卤化盐）。

1.2制备工艺：①国内传统的合成方法是无水硼砂与氯化铵或尿素等混合后，1000℃下在管式炉中于氨气保护下反应，再经水洗、酸洗得到氮化硼产品。

Na2B4O7+2NH4Cl+NH3=4BN+2NaCl+7H2O②使用无水硼砂和三聚氰胺作为硼源及氮源进行反应，制得氮化硼，其反应式为：此方法与上述方法合成出的产品有所不同，其合成出的六方结晶形态不完整，有些外国厂商认为此方法合成出的氮化硼为六方乱层结构（hexagonal turbostratic crystals），也简称为t-BN，由于该种氮化硼的结晶在低温下不完整，当在高温（1600-2000℃）下，其结晶反而会生长的较大且完整，因此该方法生产出的产品如经过高温精制工序，会生成3-5微米的较大结晶。

使合成块跟六面顶压机之间的热交换达到某种平衡㊂车间温度的上升,平均万克拉锤耗也在下降,这是因为空气温度高,六面顶压机在合成工业金刚石过程中的回程与空程前进动作中顶锤跟空气的温差减小,受热胀冷缩原因导致顶锤破裂的影响减小;长期实践的大数据表明当车间温度较低时(冬季),生产工业金刚石的锤耗增加,这与本实验数据也是相吻合的㊂车间温度在20ħ~40ħ之间生产工业金刚石,从表中数据看出,对生产工业金刚石单产影响不大,分析认为,影响单产较大的是合成块的内部组装结构㊁金属石墨粉比,以及石墨柱的密度等㊂当车间温度在35ħ附近时,优晶占比最高,废料占比最低,说明此时六面顶压机里的合成块石墨柱上下左右温度场处于一个相对均衡的水平,而此时合成块的重复性也是较好的,平均万克拉锤耗也维持在一个较低的水平㊂当车间温度在40ħ附近时,合成块的重复性也跟c组一样,万克拉锤耗几乎一致,但优晶轻微下降,推测认为,这是由于车间温度过高,导致合成块中的石墨柱两端的温度散热不好,石墨柱上下两端温度超过了石墨柱中心区域的温度,温度场轻微不平衡所导致㊂4㊀结论在使用六面顶压机生产合成工业金刚石的过程中,控制合成块内部结构一致的情况下,车间环境温度对合成工业金刚石有一定的影响㊂当六面顶压机车间温度低于30ħ时,会造成合成块使用功率上升;合成块的重复性降低;优晶占比下降,废料占比增加;锤耗也会偏高一些㊂当六面顶压机车间温度在35ħ附近时,循环水进水温度和流量恒定的情况下,此时合成块合成出的工业金刚石优晶占比最高,废料占比最低,并且优晶中40/45粒度中的S C D92料型热冲击韧性较高,这也与显微镜下观察到的金刚石的内部无明显杂质与气泡的现象相吻合㊂参考文献:[1]㊀李和胜.F e-N i-C-B系高温高压合成含硼金刚石单晶的工艺与机理研究[D].山东大学,2009.[2]㊀方啸虎,温简杰.我国六面顶压机大型化的优势及压机继续大型化的难点和对策[J].超硬材料工程,2012,24(1):31-35.[3]㊀邓福铭,陈启武,李启泉.试论我国金刚石行业超高压技术的发展道路问题[J].超硬材料工程,2005,17(3):33-36. [4]㊀刘一波,姚炯彬,赵刚,等.国产与国外高品级金刚石性能对比实验[J].金刚石与磨料磨具工程,2006(2):34-38.[5]㊀易建宏.不同形态触媒材料合成金刚石产量因素比较[J].材料科学与工艺,1999(4):63-66.[6]㊀白文翔,颜恩锋,肖西卫.片状和粉状触媒合成金刚石的试验研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2005(1):54-55. [7]㊀尹维召,邵静茹,姜豪,等.合成工艺中各阶段时间对人造金刚石合成的影响[J].超硬材料工程,2017,29(6):41-45.ʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏ立方氮化硼生物涂层进展日本九州大学J A S O N H.C.Y A N G和K U N G E NT E I I等人通过使用等离子增强化学气相沉积法制备了高质量的㊁具有较高体外生物相容性的c B N膜㊂当在氢和氮等离子体中化学处理c B N膜时,无论是否受到低能离子的影响,由于去除了末端c B N表面的氟原子,使其表面自由能的极性部分显著增加,导致c B N膜变得超亲水㊂在该超亲水c B N 膜上,作者确认了成骨细胞的成功增殖和分化,并且通过生物矿化形成了矿物质沉积,其结果与对照样品纳米晶金刚石膜相当㊂该研究表明,c B N在生物医学应用中作为无细胞毒性的超硬涂层材料具有很高的潜力㊂该研究以题为 B I O C O M P A T I B L E C U B I C B O R O N N I T R I D E:A N O N C Y T O T O X I CU L T R A H A R D M A T E R I A L 的论文发表在‘A D-V A N C E D F U N C T I O N A L M A T E R I A L S“上㊂作者将射频I C P-C V D设备用于沉积多晶c B N薄膜㊂沉积后,作者将膜放入到反应器中,以通过各种气体进行表面处理㊂作者选择了H2和N2以不影响原始的薄膜性能㊂使用感应耦合等离子体(I C P)和微波等离子体(MW P)进行等离子体处理之前和之后的多晶c B N薄膜的傅立叶变换红外光谱(F T I R)和X射线衍射(X R D)图㊂F T I R和X R D图谱表明,在任何条件下,通过等离子体处理,薄膜的化学结构㊁结晶度和相的变化都可以忽略不计㊂结果表明该薄膜由c B N岛状晶粒组成,为亚微米级至几微米大小,其粗糙度分别约为193n m和197n m㊂由此可见,在任何条件下,通过等离子体处理,膜的形态和粗糙度也没有显示出明显的变化㊂作者在未处理和经等离子体处理的c B N膜上培养未分化的小鼠成骨细胞(M C3T3-E1)㊂通过激光扫描共聚焦显微镜(L S C M)和免疫荧光显微镜观察细胞形态㊂结果表明,在超亲水c B N膜上证实了非常成功的细胞增殖和分化以及生物矿化的矿物质沉积物的形成㊂尤其是经过氢等离子辐照处理的薄膜表面具有更高的生物相容性,细胞数最多的I C P-H2样品的Z E T A电位绝对值最高㊂㊀(腾讯新闻)43超硬材料工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2020年12月。

它具有优于金刚石的热稳定性和对铁族金属的化学惰性，用以制造的磨具，适于加工既硬又韧的材料，如高速钢、工具钢、模具钢、轴承钢、镍和钴基合金、冷硬铸铁等。

用立方氮化硼磨具磨削钢材时，大多可获得高的磨削比和加工表面质量。

立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride)是20世纪50年代首先由美国通用电气(GE)公司利用人工方法在高温高压条件下合成的，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石统称为超硬材料。

20世纪60年代末镀金属的CBN-II型产品问世之后，各国开始广泛使用。

我国于1967年合成出样品，1975年开始工业生产。

CBN加工黑色金属材料有独到之处，为硬而韧的难加工钢材提供丁新的加工工具。

金刚石适手加工的材料和CBN适于加工的材料二者可以互相补充。

近些年来，CBN得到了很快发展，年产量递增率达到15%~20%超过金刚石一倍。

立方氮化硼CBN简介：立方氮化硼是由六方氮化硼和触媒在高温高压下合成的，是继人造金刚石问世后出现的又一种新型高新技术产品。

它具有很高的硬度、热稳定性和化学惰性，以及良好的透红外形和较宽的禁带宽度等优异性能，它的硬度仅次于金钢石，但热稳定性远高于金钢石，对铁系金属元素有较大的化学稳定性。

立方氮化硼磨具的磨削性能十分优异，不仅能胜任难磨材料的加工，提高生产率，还能有效地提高工件的磨削质量。

立方氮化硼的使用是对金属加工的一大贡献，导致磨削发生革命性变化，是磨削技术的第二次飞跃。

立方氮化硼CBN用途：CBN的用途集中于两个方面，一是制造磨具，二是制成聚晶复合片用作刀具材料。

立方氮化硼CBN分类：立方氮化硼有单晶体和多晶烧结体两种。

单晶体是把六方氮化硼和触媒在压力为3000～8000兆帕、温度为800～1900℃范围内制得。

典型的触媒材料选自碱金属、碱土金属、锡、铅、锑和它们的氮化物。

立方氮化硼的晶形有四面体的截锥、八面体、歪晶和双晶等。

工业生产的立方氮化硼有黑色、琥珀色和表面镀金属的,颗粒尺寸通常在1毫米以下。

立方氮化硼的晶体特性及光吸收的研究【摘要】立方氮化硼（（CubieBoronNitride cBN）是一种人工合成的半导体材料，有很优异的物理、化学性质。

cBN禁带较宽，宽度达 6.4eV，截止波长为193nm，非常适合用于深紫外日盲区的探测。

与其它用于紫外光探测的材料相比cBN具有介电常数小、禁带宽度更大、寄生电容小、工作温度高、器件的响应速度快、抗高能粒子辐射、耐腐蚀等优点，而且材料的击穿电压较高，是一种发展前景广阔的半导体材料。

本文对立方氮化硼结构及对光吸收进行研究，指出其性质特点，揭示光吸收机理。

【关键词】立方氮化硼;晶体;光吸收1.引言立方氮化硼（cBN）晶体是人工合成的晶体，是自然界不存在的一种原生矿，到目前为止，还没有发现天然的cBN 晶体。

1957年，美国采用超高压技术合成出cBN[1]，20世纪60年代初，前苏联、德国、日本和英国也相继成功地合成出了cBN，1966年，郑州的磨料磨具磨削研究所成功合成出中国第一颗cBN，从而拉开了中国cBN的研究序幕。

cBN单晶的熔点高，硬度大、热传导率高，这与金刚石晶体很相似，从化学稳定性、抗氧化性等方面来讲，cBN晶体更显优越。

n型、p型的cBN晶体可通过杂质掺杂技术可以得到，它是结构最简单的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料，在Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族的化合物材料中，cBN晶体的禁带宽度最大。

cBN是一种典型超硬材料，不但在机械加工领域已经得到了广泛应用，在高温、高功率宽带器件及微电子学领域也有着广泛的应用前景，它可作为光的高次谐波发生器、光学整流器、电光调制器、光参量放大器、可见-紫外光转换器等。

立方氮化硼材料的特性及对光的吸收研究对航空、严酷环境条件下应用器件的突破及国民经济各领域都有着重要的现实意义。

2.立方氮化硼晶体的结构和性质2.1 立方氮化硼晶体的结构图1 立方氮化硼的晶体结构图2 晶体中B、N原子排列构成正四面体立方氮化硼晶体的堆垛方式是ABCABC…的形式，BN的形成原因可利用杂化轨道理论解释。

立方相氮化硼
立方相氮化硼（Cubic Boron Nitride，cBN）是一种硼氮化物，与石墨相似，具有类似的晶体结构，但其原子构型更接近金刚石（碳化硼）。

主要特性和应用包括：
1硬度：cBN是目前已知的硬度仅次于金刚石的物质。

它的硬度可与金刚石媲美，使其成为一种优秀的超硬材料。

2耐磨性：由于其出色的硬度，cBN在耐磨领域中有广泛应用，例如制造切削工具、磨削轮和其他磨损部件。

3化学稳定性：cBN对化学腐蚀的抵抗性较强，因此在一些腐蚀性环境中可以更长时间地保持其性能。

4高温稳定性：cBN在高温条件下具有优异的稳定性，使其在高温应用中成为一种理想的材料，例如高温切削和高温陶瓷制品。

5热导性：cBN具有较高的热导性，因此在一些需要良好散热性能的应用中也得到应用，比如在电子器件中的散热材料。

6超硬切削工具：由于其硬度和耐磨性，cBN广泛用于制造超硬切削工具，用于加工硬质材料，如合金、陶瓷和高温合金。

总体而言，cBN在一些特殊的工业和科学领域中发挥着重要的作用，特别是在对硬度、耐磨性和高温稳定性有极高要求的应用中。

氮化硼纳米粉的合成与表征氮化硼（BN）是一种非常重要的陶瓷材料，因其高温稳定性和良好的机械性能被广泛应用于高温材料、催化剂、纳米材料等领域。

而氮化硼纳米粉作为一种新型纳米材料，其具有优异的力学性能、高电导率、光电性能、热稳定性等特点，因此也受到了广泛的关注。

本文将介绍氮化硼纳米粉的合成方法以及表征方法。

一、氮化硼纳米粉的合成方法目前常见的氮化硼纳米粉的合成方法有机械球磨法、氧化还原法、热分解法、化学气相沉积法、等离子体法等。

本文将重点介绍机械球磨法和热分解法。

1. 机械球磨法机械球磨法是一种常用的制备纳米粉末的方法。

该方法的原理是在球磨罐内加入适量的氮化硼、铁、钨等原料，经过一段时间的球磨后，氮化硼纳米粉就得到了制备。

机械球磨法的优点是简单易行、操作方便，并且制备的氮化硼纳米粉具有很高的纯度和晶格度。

但是，由于这种方法中使用的机械能量比较大，容易造成纳米粉末表面受到不同程度的破坏和氧化，影响其性能。

2. 热分解法热分解法是一种利用化学反应或物理变化来制备纳米粉末的方法。

该方法的原理是将适量的硼酸和尿素加入热沉积炉中，通过升温反应产生氮化硼纳米粉。

热分解法的优点是制备过程简单，纯度高、形貌均匀，而且不会破坏粉末的表面状态。

但该方法的缺点是产率相对较低，同时对反应条件要求较高，需要掌握非常准确的反应温度和反应时间等因素。

二、氮化硼纳米粉的表征方法氮化硼纳米粉的表征是评价其性能和表面状态的关键，常用的表征方法有XRD、SEM、TEM、Raman等。

1. XRDXRD是一种实验方法，可以用来表征材料的晶体结构和晶粒大小。

该方法适用于多种材料，包括氮化硼纳米粉。

通过XRD分析的结果可以得到氮化硼纳米粉的结晶度、晶格参数、晶粒尺寸等信息。

2. SEMSEM是扫描电子显微镜的缩写，主要用于观察物体表面的形貌和显微结构。

通过SEM观察氮化硼纳米粉的表面形貌，可判断其粒径大小、形态、均匀性等表面性质。

3. TEMTEM是透射电子显微镜的缩写，用于对材料进行超高分辨率的图像观察。

氮化硼超硬材料的特性与应用简介
一、氮化硼超硬材料简介
 立方氮化硼（英文缩写CBN）是由六方氮化硼和触媒在高温高压下合成的超硬材料。

这种超硬材料在已工业化应用的超硬材料中，硬度仅次于金刚石。

立方氮化硼热稳定性远高于金钢石，对铁系金属元素有较大的化学稳定性，因此立方氮化硼磨具在铁基金属制品切削、磨削加工领域应用广泛，性能十分优异。

立方氮化硼有单晶体和多晶烧结体两种。

单晶体是把六方氮化硼和触媒在压力为3000～8000兆帕、温度为800～1900℃范围内制得。

典型的触媒材料选自碱金属、碱土金属、锡、铅、锑和它们的氮化物。

立方氮化硼的晶形有四面体的截锥、八面体、歪晶和双晶等。

工业生产的立方氮化硼有黑色、琥珀色和表面镀金属的,颗粒尺寸通常在1毫米以下。

 二、氮化硼聚晶在金属切削领域的应用
 立方氮化硼聚晶（PCBN）刀具是由许多细晶粒（0.1~100微米）CBN聚结而成的一类超硬材料产品。

它除了具有高硬度、高耐磨性外，还具有高韧性、化学惰性、红硬性等特点，并可用金刚石砂轮开刃修磨。

在切削加工的各个方面都表现出优异的切削性能，能够在高温下实现稳定切削，特别适合加工各种淬火钢、工具钢、冷硬铸铁等高硬度难加工材料。

刀具切削锋利、保形性好、耐磨性能高、单位磨损量小、修正次数少、利于自动加工，适用于从粗加工到精加工的所有切削加工。

 PCBN具有CBN的大部分性能，又克服了CBN单晶晶面方向性解理的缺点,具有较多的性能优势：。

《放电等离子烧结制备立方氮化硼-钛-铝复合材料》篇一放电等离子烧结制备立方氮化硼-钛-铝复合材料一、引言复合材料是由两种或更多不同性质的材料通过物理或化学的方法组成，具有新的性能的材料。

近年来，随着科技的发展，复合材料在各个领域的应用越来越广泛。

其中，立方氮化硼（c-BN）、钛（Ti）和铝（Al）因其独特的物理和化学性质，被广泛地应用于各种复合材料的制备中。

本文将详细介绍放电等离子烧结（SPS）制备立方氮化硼/钛/铝复合材料的过程、特点及性能。

二、放电等离子烧结技术放电等离子烧结（SPS）是一种新型的烧结技术，其基本原理是利用脉冲直流电在烧结过程中产生等离子体，使粉末颗粒在高温下快速烧结。

SPS技术具有烧结温度低、烧结时间短、制品性能优良等优点，因此在复合材料的制备中得到了广泛的应用。

三、立方氮化硼/钛/铝复合材料的制备1. 材料选择与预处理本实验选用高纯度的立方氮化硼、钛粉和铝粉作为原料。

在制备前，需要对这些原料进行充分的球磨和干燥处理，以消除原料中的杂质和保证原料的均匀性。

2. 混合与成型将处理后的立方氮化硼、钛粉和铝粉按照一定的比例混合，并通过模具进行压力成型，制成所需的复合材料坯体。

3. 放电等离子烧结将成型的复合材料坯体放入SPS设备中，设置适当的烧结温度、压力和时间，进行放电等离子烧结。

在烧结过程中，等离子体的高温和高能粒子能够使粉末颗粒快速熔融和烧结，从而得到致密的复合材料。

四、立方氮化硼/钛/铝复合材料的性能经过放电等离子烧结制备的立方氮化硼/钛/铝复合材料具有优良的力学性能、热稳定性和电性能。

其硬度高、耐磨性好、导热性能优良，同时具有较好的导电性能。

此外，该复合材料还具有良好的抗腐蚀性能和生物相容性，在机械、电子、航空航天、生物医疗等领域具有广泛的应用前景。

五、结论本文通过放电等离子烧结技术成功制备了立方氮化硼/钛/铝复合材料，并对其性能进行了研究。

实验结果表明，该复合材料具有优良的力学性能、热稳定性和电性能，为其在各个领域的应用提供了良好的基础。

合成化学报告课题：氮化硼的制备方法研究班级：应化0802班姓名：杨晓娜学号：1505080922一.氮化硼的性能、用途氮化硼，俗称又称“白色石墨”是白色、难溶、耐高温的物质，具有润滑，易吸潮性，由氮原子和硼原子构成的晶体，该晶体结构分为六方氮化硼（hBN）、密排六方氮化硼（wBN）和立方氮化硼(cBN)。

氮化硼可着润滑剂、电解、电阻材料、添加剂和高温的绝缘材料；也可用着航天航空中的热屏蔽材料、原子反应堆的结构材料、飞机、火箭发动机的喷口；电容器薄膜镀铝、显像管及显示器镀铝等；各种保鲜镀铝包装袋等。

（一）六方氮化硼的用途六方氮化硼是一种耐高温、耐腐蚀、高导热率、高绝缘性以及润滑性能优良的材料，被广泛地应用于石油、化工、机械、电子、电力、纺织、核工业、航天等部门。

1．利用六方氮化硼优良的化学稳定性，可用作熔炼蒸发金属的坩埚、舟皿、液态金属输送管、火箭喷口、大功率器件底座、熔化金属的管道、泵零件、铸钢的模具等。

2．利用六方氮化硼的耐热耐蚀性，可以制造高温构件、火箭燃烧室内衬、宇宙飞船的热屏蔽、磁流件发电机的耐蚀件等。

3．利用六方氮化硼的绝缘性，广泛应用于高压高频电及等离子弧的绝缘体以及各种加热器的绝缘子，加热管套管和高温、高频、高压绝缘散热部件，高频应用电炉的材料。

4．利用六方氮化硼的润滑性，氮化硼作为润滑剂使用时，它可以分散在耐热润滑脂、水或溶剂中；喷涂在摩擦表面上，待溶剂挥发而形成干模；填充在树脂、陶瓷、金属表面层作为耐高温自润滑复合材料。

氮化硼悬浮油呈白色或黄色，因而在纺织机械上不污染纤维制品，可大量用在合成纤维纺织机械润滑上。

5．六方氮化硼还可用作各种材料的添加剂。

由氮化硼加工制成的氮化硼纤维，为中模数高功能纤维，是一种无机合成工程材料，可广泛用于化学工业、纺织工业、宇航技术和其他尖端工业部门。

（二）立方氮化硼的用途立方氮化硼更是一种集多种优异功能于一身的多种功能材料，它的硬度仅次于金刚石，但稳定性高于金刚石。