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六方氮化硼和石墨的晶體結(jié)構(gòu)比較相近,為類似石墨的層狀結(jié)構(gòu)。機(jī)械性能上,氮化硼是一種軟性材料,氮化硼是一種軟性材料,它的莫氏硬度為2。但熱壓制品的硬度受到B2O3含量的影響,二者成正比關(guān)系。氮化硼截面之洞摩擦系數(shù)很低,僅為0.03~0.07,但如果反復(fù)摩擦,則由于其軟弱的表面的磨損,使其值增至0.11~0.23/BN粉末的摩擦系數(shù)在室溫到150℃之間增加到0.4,其值一直波動到500℃,然后在600℃降低到0.1,這是由于雜質(zhì)B2O3熔化所致,到900℃,由于發(fā)生比較強(qiáng)烈的氧化,其值又迅速升高。氮化硼的機(jī)械強(qiáng)度比心里高,但比氧化鋁低得多,不過它在高溫下沒有象石墨那樣的負(fù)載軟化現(xiàn)象,出此,可以在高溫下發(fā)揮其特性。
由于BN晶體呈層狀結(jié)構(gòu),由片狀晶體熱壓成型的致密BN瓷體有一定程度的定向排列,這種微觀組織結(jié)構(gòu)使BN制品的某些性能具有較明顯的各向異性特性。熱壓BN的機(jī)械性能在平行于受壓方向的強(qiáng)度比垂直于受壓方向的強(qiáng)度為大。氮化硼的機(jī)械弛度在很大程度上還受到材料中雜質(zhì)含量的影響,最典型的是B2O3,它作為納合劑對團(tuán)體BN的結(jié)合起著重要的作用,一旦溫度提高特別在越過B2O3的熔點(diǎn)時(shí),使BN的相互結(jié)合力減弱,其材體的強(qiáng)度就急劇下降。
石墨是碳質(zhì)元素結(jié)晶礦物,它的結(jié)晶格架為六邊形層狀結(jié)構(gòu)。每一網(wǎng)層間的距離為340pm,同一網(wǎng)層中碳原子的間距為142pm;。屬六方晶系,具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主,對分子吸引力較弱,故其天然可浮性很好。
石墨由于其特殊結(jié)構(gòu),而具有如下特殊性質(zhì):
1) 耐高溫性:石墨的熔點(diǎn)為3850±50℃,沸點(diǎn)為4250℃,即使經(jīng)超高溫電弧灼燒,重量的損失很小,熱膨脹系數(shù)也很小。石墨強(qiáng)度隨溫度提高而加強(qiáng),在2000℃時(shí),石墨強(qiáng)度提高一倍。
2) 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性:石墨的導(dǎo)電性比一般非金屬礦高一百倍。導(dǎo)熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而降低,甚至在極高的溫度下,石墨成絕熱體。石墨能夠?qū)щ娛且驗(yàn)槭忻總€碳原子與其他碳原子只形成3個共價(jià)鍵,每個碳原子仍然保留1個自由電子來傳輸電荷。
3)潤滑性:石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦系數(shù)越小,潤滑性能越好。
4)化學(xué)穩(wěn)定性:石墨在常溫下有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,能耐酸、耐堿和耐有機(jī)溶劑的腐蝕。
5)可塑性:石墨的韌性好,可碾成很薄的薄片。
6)抗熱震性:石墨在常溫下使用時(shí)能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞,溫度突變時(shí),石墨的體積變化不大,不會產(chǎn)生裂紋。