“白色石墨烯”是六方氮化硼(英文名稱為Hexagonal Boron Nitride,縮寫為h-BN)的別名,由于六方氮化硼的結構和石墨非常相似,具有六方層狀結構,質(zhì)地柔軟,可加工性強,并且顏色為白色,所以俗稱“白石墨”(現(xiàn)也被稱作“白色石墨烯”)。
六方氮化硼和石墨烯都是僅一個原子厚度的層狀二維材料,不同之處在于石墨烯結合純屬碳原子之間的共價鍵,而六方氮化硼晶體中的結合則是硼、氮異類原子間的共價結合。如下圖所示,左圖為石墨烯,右圖為六方氮化硼:

雖然結構類似,但是兩者在電學性能方面卻有著天壤之別。六方氮化硼因為層狀結構中沒有可自由移動的電子,是一種天然絕緣體,而石墨烯卻是一種優(yōu)良的導體。

另外,h-BN還具有高熱穩(wěn)定性、良好的導熱性和電絕緣性、寬帶隙(約5.5 eV)、獨特的紫外發(fā)光性能、潤滑性好、機械強度高、耐化學腐蝕性,具有中子吸收能力等明顯特點。
白色石墨烯應用領域
所謂結構決定性能,性能決定應用,六方氮化硼具備的多種特性,使得它被廣泛應用于高科技領域。如:制備立方氮化硼、陶瓷制品、導熱塑料、顏料、精密鑄造脫模劑、透波材料、化妝品、芯片散熱材料等。
芯片散熱材料
隨著電子元件和系統(tǒng)的體積不斷變小,速度不斷變快,熱處理和可靠性成了影響它們壽命的關鍵問題。局部高熱流熱點的熱管理是大功率電子器件的關鍵,不理想的散熱會造成芯片中特殊區(qū)域溫度過高,影響電子系統(tǒng)性能和電子器件的可靠性。
耐高溫潤滑劑
六方氮化硼在極低和極高(900 °C)的溫度甚至是氧氣下都是一種很好的潤滑劑,這使得它在石墨的導電性和與其它物質(zhì)發(fā)生化學反應造成應用受限時特別有用,并且h-BN的潤滑機理并不涉及到層面之間的水分子,氮化硼潤滑劑還可以在真空下使用。
六方氮化硼及其復合陶瓷
六方氮化硼粉體可以通過熱壓工藝制備高溫絕緣陶瓷材料。其典型應用是電子零件,尤其是在硅半導體加工中應用頗多:CVD坩堝,微電路封裝,濺射靶材,高精度密封,釬焊和金屬化支撐體,微波管,立式澆鑄密封環(huán),低摩擦密封件,等離子弧絕緣件,熱電偶保護管,高溫窯爐固定和支撐體等。
六方氮化硼與二硼化鈦復合制備的導電復合陶瓷主要用于金屬鍍膜工業(yè),主要是真空蒸鍍包裝材料、電容器金屬化真空鍍膜、顯示屏鍍層、燙金鍍層、防偽標志鍍層、反光鍍膜以及紙張、紡織品鍍鋁等。
利用六方氮化硼的耐熱耐侵蝕性可以制作高溫構件、火箭燃燒室內(nèi)襯等。六方氮化硼與氮化硅通過氣壓燒結復合,可以制作低介電常數(shù)和介電損耗的遠程導彈陶瓷天線罩。六方氮化硼陶瓷還可以作為核反應堆零部件,提高反應堆運行的安全性。
編輯:黃飛
?
電子發(fā)燒友App












評論