作为一种具有优异性能和巨大发展潜力的新型陶瓷材料，氮化硼包括五种异构体：六方氮化硼（H-BN）、立方氮化硼（C-BN）、纤锌矿氮化硼（W-BN）、菱形氮化硼（R-BN）和正交菱形氮化硼（o-BN）。
图 1 氮化硼粉末
氮化硼粉末具有松散、润滑、重量轻、易吸湿的特性。它的颜色是白色，产品是象牙白色。
氮化硼在国内外的发展历史：
氮化硼 (BN) 陶瓷于 1842 年首次被发现。国外对BN材料的研究始于第二次世界大战结束后，但直到1955年研究人员解决了BN的热压方法时才正式开发。此后，美国钻石公司和联合碳素公司首次投产，1960年已生产超过10吨；日本开始每年从美国进口大量的BN产品。此后，三家日本公司也进行了数年的研究，于1969年初成功试生产，并于1970年投入运营。在国内，中国于1963年开始研究国氮粉末。它于1966年成功开发，并于1967年投入生产并应用于中国的工业和尖端技术。
氮化硼陶瓷的物理和化学性质
（1）热性能：氮化硼产品可在约1000℃的氧化气氛和近3000℃的惰性气氛中使用。该特性高于莫来石、氧化铝和碳化硅。同时，它具有很高的耐热性和耐冲击性，在1500℃的快速冷却和加热环境下不会开裂。
（2）化学稳定性：对于溶液铁、铝、铜、硅、砷化钾、黄铜和冰晶石等绝大多数金属，它不起作用，炉渣玻璃也是如此。因此，由氮化硼材料制成的容器可用作上述物质的容器。但是，那些含有B2O3的通常具有吸湿性，这使得产品在使用过程中的快速加热会渗入吸收的水分并产生裂缝。改善这种缺点的有效措施之一是添加一些粘合剂。
（3）电气性能：由于氮化硼产品的介电常数和介电损耗很小，因此可以广泛应用于高频范围和低频范围。它的介电强度是氧化铝的4.5倍，其介电常数是氧化铝的一半。它的电学特性与石墨的电气特性有很大不同。像氧化物陶瓷一样，它在高温下没有导电性。它是一种电气绝缘材料，可以在很大的温度范围内使用。
(4) 可加工性：氮化硼陶瓷的莫氏硬度为 2。它可以在车床、铣床和其他加工设备上加工；也可以加工成薄片、螺旋体和形状复杂的各种零件。BN 的机械强度低。尽管在室温下它优于石墨，但它比氧化物陶瓷更脆弱。
（5）润滑性：氮化硼粉末是一种六方晶体系。它是一种白色片状的精细材料，类似于石墨。它通常被称为白色石墨，具有出色的润滑性。
（6）重量轻：BN是陶瓷材料中重量较小的材料。
（7）中子吸收的性质：BN具有较大的中子吸收部分。
2 氮化硼陶瓷的应用实例
目前，对氮化硼的研究主要集中在其六方相（H-BN）和立方相（C-BN）上。前者具有润滑性、导热性和良好的高温性能。后者在室温和压力下也处于热力学平衡状态。H-BN的主要应用领域是作为合成立方氮化硼的原料。
（1）六方氮化硼的应用
六方氮化硼是一种耐高温、耐腐蚀、高导热性、高绝缘性和优异的润滑性能的材料。目前，简化工艺、降低生产成本和提高部件的使用寿命是这种材料的积极研究方向。
① 利用六方氮化硼优异的化学稳定性，可用作熔炼和蒸发金属的坩埚、船盘、液态金属输送管、火箭喷嘴、大功率装置底座、金属熔炼管、泵零件、铸钢模具等。
② 六方氮化硼的耐热性和耐腐蚀性可用于制造高温部件、火箭燃烧室内衬、航天器的隔热罩、磁流发生器的耐腐蚀部件等。
③ 采用六方氮化硼绝缘，广泛应用于高压和高频电和等离子弧的绝缘体，以及各种加热器的绝缘体、加热管套管、高温、高频和高压绝缘和散热元件以及高频电炉的材料。
图 2 电炉用绝缘高纯度氮化硼陶瓷 ④ 利用六方氮化硼的润滑性，当使用氮化硼作为润滑剂时，它可以分散在耐热油脂、水或溶剂中；溶剂挥发后喷在摩擦表面并形成干模；它作为耐高温自润滑复合材料填充在树脂、陶瓷和金属的表层中。氮化硼悬浮油呈白色或黄色，因此不会污染纺织机械中的纤维制品，可广泛用于合成纤维纺织机械的润滑。 ⑤ 六方氮化硼也可以用作各种材料的添加剂。由氮化硼加工而成的氮化硼纤维是一种中等模量的高功能纤维。它是一种无机合成工程材料，可以广泛应用于化学工业、纺织工业、航空航天技术和其他尖端工业部门。 （2）立方氮化硼的应用： （1）作为研磨材料：具有小颗粒的CBN单晶可用作研磨材料。立方氮化硼磨具是一种超硬材料研磨工具，它借助粘合剂将立方氮化硼磨料颗粒结合到具有一定几何形状的产品中。 立方氮化硼磨具对黑色金属具有良好的研磨性能，尤其是具有高硬度、高韧性、高温下高强度和低导热性的材料。其金属研磨速率是金刚石的10倍，解决了硬、硬、硬研磨材料的加工问题。 立方氮化硼研磨刀具用于高速高效的磨削和珩磨，可以大大提高磨削效率；其磨削精度高，砂轮使用寿命长，节省了砂轮更换和修整、机床调整和工件检测等许多辅助时间。 （2）作为刀具材料：PCBN克服了CBN单晶易裂解和各向异性的缺点，主要用于制造刀具材料。PCBN刀具特别适用于高速切割和高精度切割。它已广泛应用于数控机床。它适用于切割高硬度材料，尤其适用于加工硬度高且难以加工的只能在之前研磨的材料。它可以实现车削代磨削和铣削代替磨削，这样可以获得更好的工件表面质量，省去退火过程，大大提高生产效率。