它被称为“白色石墨”,却比石墨更耐高温、更绝缘;它形似粉末,却能在半导体、航天、化妆品等看似毫不相干的领域掀起波澜。六方氮化硼(h-BN)粉体,这种兼具层状润滑性、高热导率和出色电绝缘性的神奇材料,正以其独特的性能组合,渗透到现代工业的多个关键领域,从传统制造到前沿科技,扮演着不可或缺的角色。从确保芯片高效散热到守护火箭发动机,从让妆容更服帖到净化工业废水,它的身影无处不在。

1. 高温固体润滑与脱模
这是其最经典的应用之一。在冶金连铸、金属铸造和玻璃成型等高温工艺中,传统润滑剂如石墨在超过400℃后性能会急剧下降,而h-BN在1000℃下仍能保持约0.2的低摩擦系数。将其涂覆在模具表面,可有效减少熔融金属或玻璃的流动阻力,防止粘连,显著提升铸件精度和模具寿命。
2. 先进导热与绝缘材料
随着电子产品小型化、高功率化,散热成为瓶颈。h-BN因其高绝缘性和高热导率的独特组合,成为理想的导热填料。将其添加到聚合物基体中制成复合材料,可用于CPU散热膏、LED灯具散热、新能源汽车电池包的热管理等领域,在散热的同时确保电路绝对安全。
3. 高性能陶瓷复合材料
h-BN陶瓷具有极低的热膨胀系数和良好的抗热震性,可用于制造火箭喷嘴隔热层、高温炉衬、热电偶保护套管等。h-BN纤维则能作为陶瓷基复合材料的增强剂,提升其韧性和耐高温性能。
4. 环保吸附与催化载体
多孔h-BN具有高比表面积,对油类、重金属离子、染料等污染物有强吸附作用,在油水分离和污水处理方面潜力巨大 。同时,其优异的热稳定性和化学惰性也使其成为潜在的高性能催化剂载体,克服传统载体在高温下不稳定、导热差等缺点。
5. 防腐涂料
将h-BN纳米粉体引入环氧树脂等防腐涂料中,其片层结构能像“迷宫”一样延长腐蚀介质的渗透路径,显著提升涂层的阻隔性能和耐久性,用于船舶、桥梁、化工设备等金属防腐。
6. 个人护理与化妆品
得益于其细腻的质感、光滑的触感和优异的光散射性能,高纯度、超细的h-BN粉体被用作高端散粉、粉底、眼影的原料,能提供丝滑的涂抹感和柔焦效果。
7. 半导体与电子工业
在半导体领域,超高纯度的h-BN可作为衬底和栅介质层材料,其原子级平整的表面能减少异质结界面缺陷,提高器件性能 。它也是制备立方氮化硼(CBN)超硬磨料的重要原料。
8. 新兴前沿探索
科研人员正在探索其作为储氢材料、药物载体以及精密抛光添加剂(如用于大尺寸熔石英玻璃抛光)的潜力,不断拓宽其应用边界。
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