第5章 立方氮化硼
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- 1 - 聚晶立方氮化硼材料的性能及其应用
立方氮化硼(BoronNitride,BN)是一种新兴的材料,由于它具有优异的物理和化学特性,而被越来越多地应用于航空航天材料以及高分子复合材料的研究和开发中。聚晶立方氮化硼材料是立方氮化硼材料中的一种,它通过两种不同的技术进行制备,其中包括化学气相沉积法和真空热熔技术。它具有极低的氧化性,优异的电绝缘性和热稳定性,耐腐蚀性,抗热冲击性及抗冲击性等特性,使得它在航空航天材料以及高分子复合材料中应用广泛。
聚晶立方氮化硼具有优良的电学性能。它具有良好的绝缘性,抗热震性和抗热裂性,具有良好的抗热冲击性,具有极低的氧化性,可以抵抗高温的冲击和腐蚀,强度高,化学稳定性好,有很好的抗击穿性和摩擦磨损性能,特别是高温下机械性能更为突出,是航空航天材料和电子制造领域中的理想选择。
聚晶立方氮化硼具有优异的高温性能。它具有优异的耐高温性,在低温到高温的环境中可以保持优异的性能,从而对航空航天材料耐熔融机动器件等提供有力的保护。此外,它还具有优异的抗感染性能,有效地抵制射频磁场的影响,从而降低仪器系统的噪声。
聚晶立方氮化硼具有优良的抗腐蚀性。它可以有效地抵抗腐蚀性气体,液体以及粉末等,具有优异的耐腐蚀性,可以在恶劣的环境中长期使用,其优异的抗腐蚀能力使其成为航空航天领域中的理想材料。此外,聚晶立方氮化硼还具有优异的抗热冲击性,可以在实验室和微型空间中在不受损失的情况下具有高温到低温的转换。 - 2 - 聚晶立方氮化硼在航空航天材料以及高分子复合材料研究和开发中的应用越来越广泛。它可以用于航空航天材料的高温保护,电子设备的热防护,发动机热屏障和空气动力学壁板材料,以及宇宙飞行器的燃烧室环境部件和复合材料等,广泛适用于军事飞行器及其其他用途。此外,聚晶立方氮化硼的抗热冲击性和抗腐蚀性使其在电子制造领域的应用也越来越广泛,可以用于电子元件的封装和塑料面板的防护,以及激光焊接,涂层和注塑等。
・超硬材料合成现状、工艺及技术・ 《工业金刚 石》 第1—2期
立方氮化硼的今天与未来
张 奎 张相法 郑州中南杰特超硬材料有限公司 郑州450001
王光祖 郑州磨料磨料磨削研究所 郑州450001
摘要文章通过对立方氮化硼发展史的回顾,以及对两大基材的发展状况的描述,分析了
我国CBN的发展现状及未来的发展前景。
关键词CBN基材现状未来
Today and Future of CBN
Abstract The paper analyzes the developing situation and the future development tendency of
CBN by reviewing the history of CBN development and describing two basic raw materials.
Key words CBN basic raw materials current situation future
1 引言
1957年美国GE公司的R.H.Wentorf采用
超高压技术合成出立方氮化硼(CBN)以来,2O
世纪6O~7O年代初,前苏联、德国、日本和英国
也相继成功地合成出CBN,郑州磨料磨具磨具
磨削研究所于1966年率先合成出了中国的第
一颗CBN。从而拉开了CBN研究与工业化生
产的序幕。
CBN除其硬度仅次于金刚石外,更为重要
的是它还具有与金刚石不同的电、光、声、热与
化学特性,正是这些不同的特性为其开发新的
应用领域奠定了技术基础。而与磨料级CBN
不同的纳米CBN与wBN和CBN膜除具有共同
的基本特性外,它们都还有其自身的个性,正是
其个性又为CBN开辟更新、更广的应用提供可
能。由此可见,CBN材料制备及其应用技术的 研发工作是大有可为的。
上个世纪90年代至本世纪初,我国CBN
单晶产品有了快速的发展,这主要是得益于针
第27卷第5期 超 硬 材 料 工 程Vol.272015年10月췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍SUPERHARDMATERIALENGINEERINGOct.2015
立方氮化硼膜的研究进展与应用(下)
殷红,赵艳(吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林长春 130012)
摘 要:立方氮化硼(c-BN)是一种高硬度、耐辐射、耐腐蚀、抗高温的宽禁带(Eg=6.4eV)多功能材料,因
其在机械、电子、物理化学等方面独特的性质,高品质c-BN薄膜、厚膜以及外延生长一直是材料科学等领域的研究热点和难点之一。文章对国内外c-BN薄膜的最新研究进展及多功能性应用等方面进行了系统的综述,提出了c-BN膜工业化亟待解决的基本问题,即结晶度差、内应力高、稳定度低等问题,并且详细介绍了c-BN膜在多功能应用领域里的研究进展。关键词:立方氮化硼;外延生长;综述;刀具涂层;半导体掺杂;表面功能化中图分类号:TQ164 文献标识码:A 文章编号:1673-1433(2015)05-0049-04
ResearchProgressandApplicationofc-BNFilm
YINHong,ZHAOYan
(NationalKeyLaboratoryofSuperhardMaterials,JilinUniversityChangchun,China130012)
Abstract:CubicBoronNitride(c-BN)isatypeofradiationresistant,corrosionresistantandhightemperatureresistantwidebandgap(Eg=6.4eV)multifunctionalmaterialwithhighhardness.Duetoitsuniquepropertiesinmachinery,electronicsandphysicochemis-tryaspects,highqualityc-BNthinfilm,thickfilmandepitaxialgrowthhasbeenoneoftheresearchfocusesanddifficultiesinfieldslikematerialscience.Therecentresearchprogressandapplicationofc-BNfilminandoutsideChinahasbeensystematicallyre-viewedinthisarticleandthebasicproblemswhichneedtobesolvedforc-BNfilmindus-trialization,suchasthepoorcrystallinity,highinternalstressandlowstability,havebeenpresented.Meanwhile,theresearchprogressofc-BNfilminmultifunctionalapplica-tionfieldshasalsobeenintroducedindetail.
立方氮化硼(Cubic Boron Nitride)电阻率
引言
立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,简称CBN)是一种人工合成的超硬材料,具有与金刚石相似的结构和性质。CBN在高温、高压和化学腐蚀环境中表现出色,因此在许多工业领域中有广泛的应用。本文将着重讨论CBN的电阻率及其相关性质。
CBN的基本性质
CBN是由硼和氮原子组成的晶体。其晶格结构类似于 Diamond-like Carbon (DLC)
或刚玉(Al₂O₃),但其晶格的一部分被氮原子替代。这种结构使CBN具有特殊的性质和优势。
立方氮化硼可以通过高压高温(HPHT)合成方法制备,也可以通过化学气相沉积(CVD)方法制备。这两种方法都能够产生高纯度、晶体良好的CBN材料。
CBN的电阻率
电阻率是材料导电能力的一个关键指标,用于描述材料中电流通过的难易程度。CBN是一种绝缘体材料,其电阻率较高。电阻率的具体数值受到CBN晶体结构、杂质含量、晶体缺陷等因素的影响。
CBN的电阻率通常在 Gigohm-meter (GΩ·m) 或者 Terahertz-meter (TΩ·m) 的量级。相较之下,常见绝缘体材料如瓷器的电阻率大约在 10^12 Ω·m 的量级。
影响CBN电阻率的因素
1. 晶体结构
CBN的晶体结构与其电阻率有着密切的联系。CBN具有被称为“六方堆积”或“堆积三棱柱”的晶体结构,其中硼和氮原子以特定的方式排列。 2. 杂质含量
杂质的存在对CBN的电阻率会产生显著影响。高纯度的CBN材料通常具有较高的电阻率。
3. 晶体缺陷
晶体缺陷也会影响CBN的电阻率。晶体缺陷可能导致电子或离子在材料中的迁移变得更加困难,从而增加电阻。
4. 温度和压力
CBN的电阻率还会随温度和压力的变化而变化。通常情况下,随着温度的升高,CBN的电阻率会略微降低。
CBN电阻率的应用
CBN的高电阻率使其在一些特定领域得到了广泛的应用。