氮化硼特性—力学性能

与氧化铝(AlO₂)、氧化锆(Zr2)碳化硅(SiC)氮化硅(SN)等陶瓷材料不同，h-BN 陶瓷属于软性材料，其莫氏硬度仅为 2，是所有陶瓷材料中硬度低的。h-BN 的弹性模量、抗弯强度等力学性能也相对较低，传统纯 -BN 陶瓷的弹性模量为 30~40GPa，抗弯强度也仅为 50~70MPa，难以满足大多数构件对力学性能的要求。通过添加烧结助剂和增强相等方式，可以有效提高其性能使 h-BN 基复相陶瓷的弹性模量提高到 70~80GPa，抗弯强度达到 200 MPa以上。

此外，纯 h-BN 陶瓷具有良好的高温力学性能，在高温下没有类似石墨的负载软化现象，在室温至 1000℃ 乃至更高的温度范围内，其抗查强度能够保持不降低甚至有所提升，这对于将其应用于高温结构件是十分有利的，可提高其在高温环境下使用的可靠性。而 h-BN 基复相陶瓷中第二相往往会对高温性能产生不利影响，如氧化硼(BO₂)经常作为 h-BN 陶瓷的黏结剂和杂质相存在，但含有BO的 h-BN 陶瓷一旦温度升高，其性能将迅速下降，抗弯强度从室温时的 100 MPa降低到1000C时的14MPa。

由于 h-BN 陶瓷硬度低，且具有自润滑特性，因此其机械加工性能好，可以通过常规的车、铣、钻、磨、切等方法进行加工，制成各种形状复杂的构件。h-BN还可以作为改性加入其他陶瓷中，降低材料的硬度，改善可加工性。

2024-06-15 99

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