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    2. DCT涂料新型導熱功能填料--六方氮化硼微晶粉(三)
      來源: www.hnjqzn.com   發布時間: 2015-03-01 13:18   1716 次瀏覽   大小:  16px  14px  12px
      自1842年以來,對于六方氮化硼的制備方法,很多國家進行了大量研究工作,相繼出現了多種方法,從化學式上看均有硼原料(HBO3,B2O3,Na2B4O7·10H2O,BCl3,BF3,B2H6)和含氮原料[(NH2)2CO,NH4CL,NaCN],在N2或NH3氣氛中反應,而制得BN,制備方法雖然較多,但理想的方法并不多。

      二、六方氮化硼的工業化制備方法

          自1842年以來,對于六方氮化硼的制備方法,很多國家進行了大量研究工作,相繼出現了多種方法,從化學式上看均有硼原料(HBO3,B2O3,Na2B4O7·10H2O,BCl3,BF3,B2H6)和含氮原料[(NH2)2CO,NH4CL,NaCN],在N2或NH3氣氛中反應,而制得BN,制備方法雖然較多,但理想的方法并不多。六方氮化硼的合成總是由含硼化合物及含氮化合物在高溫下進行反應,生成六方氮化硼,其生成的n-BN的性質也有所不同,以下分述如下:

           方法一:目前國內主流的生產方法無水硼砂與氯化銨或尿素等混合后,1000℃下在管式爐中于氨氣保護下反應,再經水洗、酸洗得到氮化硼產品。其反應式為:

      Na2B4O7+2NH4CL+NH3=4BN+2NaCL+7H2O

      Na2B4O7+2(NH2)CO=4BN+2Na2O+4H2O+2CO2

          在該反應中,一般采用使含氮化合物過量的方法,得到的氮化硼為微細結晶的六方氮化硼,其氮化硼含量大致在98~99%,其結晶完整度稍低,粒度一般在1微米以下。

           方法二:此外,還有使用無水硼砂與三聚氰胺作為硼源進行反應,制得氮化硼,其反應式為:

         3NaB4O7+2C3N3(NH2)3=12BN+3Na2O+6CO2+6H2O

           此方法與上述方法合成出得產品有所不同,其合成出得六方結晶形態不完整,有些外國廠商認為此方法合成出的氮化硼為六方亂層結構,也簡稱為t-BN,由于改種氮化硼的結晶在低溫下不完整,當在高溫(1600-2000℃)下,其結晶反而會生長的較大且完整,因此該方法生產出的產品如經過高溫精制工序,會生成3-5微米的較大結晶。

           方法三:當使用硼酸和三聚氰胺分別作為硼源和氨源時,其反應式為

      3H3BO3+C3N3(NH2)3=3BN+3CO2+3NH3+3H2O

      在小于1000℃下反應,由該方法制得的產品其晶體結構為大量的六方亂層結構,由于沒有生成好的結晶,其產品粒徑為亞微米級,適用于作為填料及高級陶瓷原料使用。當低溫產品經過高溫精制后,它可以得到10~20微米級的、高結晶度的六方氮化硼產品,適用于較高級的場合使用,如脫模劑、化妝品、電氣絕緣材料等方面。

           方法四:在所有的工業規模生產中,還有一種方法,即氣相沉積技術(CVD)生產的氮化硼粉末及制品,其所產生的氮化硼產品稱為熱解氮化硼,簡寫為PBN。該方法的化學反應式為:

      BCl3+ NH3=BN+3HCl

           熱解法可以直接在一個模具上沉積成形,直接生產出純氮化硼制品,也可以生產PBN的粉末,該法成本較高,但產品純度是所有工業規模生產方法中最高的,可以達到99.9%以上。適用于特殊方面的要求。

           從上面的論述可以看出,氮化硼的生產方法多種多樣,各個廠家所使用的方法各不相同,使得產品性能有較大差異。從國內外的氮化硼生產技術發展來看,追求產品的高性能、差異化、應用性能是一個大的趨勢。國外一個廠商的氮化硼產品就有十余種至數十種,分別對應于不同的應用領域。脫離開應用來談生產工藝技術是不可能的,氮化硼的生產工藝應該滿足不同客戶的需求。所以在氮化硼的工藝發展上是遵循這個原則來不斷改進的。工藝的改進不是目的,滿足不斷發展的應用領域的需求才是根本。那么,對于一個工藝來說,它是否有足夠的靈活性來生產各種不同規格的產品才是最重要的。
       

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