埃尔派知识课堂：快速了解“天和舱”用陶瓷材料的合成技术

4月29日，中国空间站“天和核心舱”搭乘长征五号B遥二运载火箭，在文昌航天发射场成功发射并准确进入预定轨道。首次应用于核心舱电推进系统的霍尔推力器腔体采用了氮化硼陶瓷基复合材料，该材料易加工、密度低、高度强、抗热震、耐溅射、绝缘性能好，满足了推力器对陶瓷腔体材料的要求。

氮化硼是由等量的硼元素和氮元素组成的一种化合物，具有高耐热性、高导热性、高化学稳定性、与多种金属不浸润等诸多优异的物理化学特性，因而在冶金、机械、电子和航空航天等高科技领域具有十分广阔的应用前景。

自蔓延技术

自蔓延技术是传统的无机合成方法，其利用外部提供必要的能量诱发高放热化学反应，体系局部发生反应形成化学反应前沿，化学反应在自身放出热量的支持下快速进行，燃烧波蔓延整个体系。

水热合成法

水热合成法是在高压釜的高温高压反应环境中，以水为反应介质，使难溶或不溶的物质溶解，同时还可进行重结晶。水热技术在封闭容器中进行，温度相对较低，避免了组分挥发，常被用于在低温下合成立方氮化硼。

苯热合成法

苯热合成法是一种低温纳米材料合成方法，苯的共轭结构稳定，是溶剂热合成的优良溶剂，虽然反应温度只有450℃，但可以在相对较低的温度和压力下制备出通常在极端条件下才能制得的和存在的亚稳相。

碳热合成技术

碳热合成技术是在碳化硅表面上，以硼酸为原料，碳为还原剂，氨气氮化得到氮化硼的方法。碳热合成技术所得产物纯度很高，对于复合材料的制备具有很大的应用价值。

离子束溅射技术

利用离子束溅射沉积技术可以得到立方氮化硼和六方氮化硼的混合产物。虽然该方法杂质较少，但反应条件难以控制，产物的形态也难以控制。

高温高压合成法

在温度接近或高于1700℃，最低压强在11～12GPa时，纯六方氮化硼会直接转变成立方氮化硼，使用催化剂可大幅度降低转变温度和压力。常用的催化剂为有硼酸铵盐、无机氟化物、碱和碱土金属、碱和碱土氮化物、碱土氟代氮化物等，虽然添加催化剂可大大降低转变温度和压力，但所需温度和压力还是较高，且制备设备复杂、成本高，工业应用因而受限。

化学气相合成法

脉冲等离子体技术在低温低压下制备立方氮化硼膜所用设备简单，工艺易于实现，因此迅速发展。热化学气相沉积的实验装置一般由耐热石英管和加热装置组成，基体既可以通过加热炉加热，也可以通过高频感应加热，反应气体在高温基体表面发生分解，同时发生化学反应沉积成膜。

激光诱发还原法

用激光作为外加能源，诱发反应前驱体之间的氧化还原反应，并使硼和氮结合生成氮化硼，但得到的也是混合相。

氮化硼陶瓷材料因其独特的物理化学性能被应用在多个领域，但路漫漫而修远，在科学家的不懈努力下，氮化硼复合基陶瓷必将迎来更加广阔的发展应用前景。

来源：中国粉体网