氮化硼的制作方法

　　目前实际应用的固结氮化硼的三个主要方法是热解法、热压法和冷压素坯的反应烧结法。

 

　　由卤化硼用气相沉积法获得的热解氮化硼具有高纯度和高密度，以及具有最高的质量，从20℃加热至1400℃时，能始终保持而且事实上不断地增加其强度。然而，热解法是一种复杂的和耗费能源的方法，包括昂贵的管理以除去有害的废气。此外，可制造的热解氮化硼制品的最大的实际厚度为约5mm。

 

　　热压法-在石墨压模中在1800-2200℃下同时成型与烧结的方法-是生产氮化硼制品较便宜的方法。这些制品具有高密度和高强度，但是含有10-15％氧化硼的易熔相，在温度1000℃以上它们实际上将失去全部结构强度。此外，热压氮化硼材料还具有高度各向异性的性质，不过比热解材料要弱一些。

 

　　显然需要发明一种氮化硼材料，使它既具有热解氮化硼在高温条件下的强度，同时又保留热压氮化硼的经济、低污染和厚样品的可制作性等优点。

 

　　氮化硼的冷压素坯的已知烧结方法，也就是说作为独立操作通过首先成型而后进行烧结，是朝此方向迈出的一步。所产生的材料显示出相当大的孔隙度(直至40％)和强度不大于10-20MPa，这对于整个使用范围显然是不够的。

 

　　为此,氮化硼的烧结问题直接与其结构有关。氮化硼具有的基本结构单元是由N和B原子交替的以很强的基本共价键形成的六边形环构成的平面层；层与层之间结合力的发生主要是弱的分子间相互作用的结果。许多层堆叠在一起形成平的薄片，直至50nm厚，具有规则的角度。在这样的结构中，只有在晶面上的粒子才可能有不完全连接，在角上实际上不发生对六边形的连接。