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氮化硼BN 材料简介

什麼是 BN (Boron Nitride)?

氮化硼」這個名詞很多人都很陌生,它是由氮和硼結合而成,化學式為BN,是一種陶瓷材料,通常有三種晶型結構:立方型氮化硼(CBN,其硬度僅次於世界上最硬的金剛石,也就是俗稱的鑽石)、密排六方氮化硼(WBN),而具有石墨結構的稱為六方片狀氮化硼(以hBN表示如下圖一所示),是常見的白色粉狀體(如圖二),故有白石墨之稱。

BN是一種高熔點 、耐高溫穩定物質,其物理與化學特性與石墨相近。然而與石墨不同的是,BN並非自然生成,而是由人工在特定環境下,將氧化硼、硼酸與尿素(及衍生物)氨氣以高溫(800℃ ~ 2000℃)合成而成。

BN有立方體與六方體兩種常見的晶型結構,立方氮化硼(cBN)有如像鑽石般的堅硬與耐磨。而六方氮化硼hBN則有如石墨般的柔軟細滑。

六方氮化硼粉末有如石墨與二硫化鉬(MoS2)近似的特性。這些特性包括:晶體結構 、低剪應力、附著於固體潤滑薄膜、低磨耗與耐高溫化學穩定度。在許多情況下,hBN有著比傳統潤滑材料更佳的表現,尤其在附著力與耐高溫之化學穩定度上更為突出。 

 

BN為無機材質,在極低溫或高溫與高壓下均能維持潤滑特性,由於對大多數化學物品呈惰性反應,對環境不會造成威脅,尤其在真空環境中仍維持絕緣與潤滑特性比石墨更為優越。現時在潤滑功能的應用包括模具潤滑、油脂分散添加劑 、金屬陶瓷離型劑、水性與油性分散之脫模劑以及環氧樹脂封裝塗料、耐溫與電漿噴霧塗料。