氮化硼是由氮原子和硼原子構成的晶體，除了常見的六方氮化硼（白石墨）外，還有立方氮化硼（CBN）、菱方氮化硼（RBN）、
纖鋅礦型氮化硼（WBN）等變體，科學家甚至還發現了與石墨烯性質類似的二維氮化硼晶體。
 氮化硼是由氮原子和硼原子構成的晶體，除了常見的六方氮化硼（白石墨）外，還有立方氮化硼（CBN）、菱方氮化硼（RBN）、
纖鋅礦型氮化硼（WBN）等變體，科學家甚至還發現了與石墨烯性質類似的二維氮化硼晶體。

氮化硼粉體

       對于高密度和大功率電子產品來說，做好熱管理是一個急迫的問題。比如，隨著LED技術的普及，“農業工廠”應運而生。為了彌補

光照的不足，用LED植物照射燈代替太陽光就成了一個成熟的解決方案。

盡管與其他照明設備相比，LED燈具有很高的能量轉換效率，但理論上總的電光轉換效率仍只有54%。這就意味著LED植物照射燈仍會有

大量的熱能釋放。特別是當LED芯片溫度超過140°C時，其壽命的縮短就會成為一個不容忽視的問題。如何為LED燈降溫，六方氮化硼再

次走進科學家的視野。用六方氮化硼作為填料來制作具有優良電絕緣性和化學穩定性的導熱塑料，可以提高其導熱性能。

為“電火箭”裝顆“陶瓷心臟”

        隨著中國空間站“天和”核心艙的發射入軌，霍爾電推進器的“陶瓷心臟”成為人們的關注熱點。這顆“陶瓷心臟”就是用白石墨復

合材料打造的。

挑戰太空，人類一直使用化學動力，即通過燃燒化學推進劑來產生動力。航天器發射入軌后，也需要動力來支持軌道和姿態的調整，所以

必須攜帶化學燃料或者在軌補加燃料。而攜帶化學燃料不僅加大了發射成本，而且在一定程度上影響著航天器的空間任務能力。在這樣的

背景下，電推進技術逐步走向應用的前臺。我國空間電推技術研究起步于20世紀60年代，經過幾十年的技術攻關終于取得了多項技術突破。

2020年1月，我國首款20千瓦大功率霍爾電推進器成功完成點火試驗，并達到了國際先進水平。

“天和”核心艙配置的4臺霍爾電推進器，利用核心艙太陽能翼產生的電能，為空間站軌道維持和安全飛行提供動力支持�；魻栯娡七M器是

等離子體推力器的一種，其原理是利用強電場將離子加速噴出，通過其反作用力來進行姿態調整或者軌道提升�；魻栯娡七M器具有推力小、

比沖高的特點。比沖是評價火箭推進劑性能的技術參數，比沖越高則表示在一定條件下推進劑產生的速度增量越大。

空間站在軌運行，由于微重力以及近地空間稀薄大氣阻力的影響，軌道高度的衰減是不可避免的。不過，不需要多大的推力就能做到軌道

保持。電推力雖小但可以準確調控，以提升任務執行能力。高比沖則可以大幅減少航天器攜帶的化學燃料，以擴展空間任務的范圍等。

在霍爾電推進器中，等離子體的電離和加速需要在放電腔中完成�；魻栯娡七M器需要一顆堅強的“心臟”，來產生準確可調的推力。打造

這顆堅強的“心臟”，必須滿足耐高溫、抗熱震、耐離子濺射、絕緣性好等條件，才能勝任放電腔的嚴酷工作。

像金剛石一樣硬起來

以順滑著稱的白石墨，也能硬起來。20世紀50年代，科學家通過改變白石墨的結構，合成了一種立方氮化硼的單晶體。它是繼人造金剛石

問世之后的又一種超硬材料，硬度略低于金剛石，但耐高溫性要遠遠優于金剛石，尤其對鐵系金屬元素具有很好的化學穩定性。

PCBN氮化硼聚晶工具

20世紀70年代，聚晶立方氮化硼（PCBN）問世。聚晶立方氮化硼的硬度很高，僅次于金剛石的硬度；抗彎強度和斷裂韌性介于硬質合金

和陶瓷之間；熱穩定性要高于人造金剛石，在1300℃時仍可以進行切削作業；在1200～1300℃高溫條件下不易與鐵系材料發生化學作用。

以“硬”聞名的立方氮化硼，用途之一是制作砂輪、油石之類的磨具，用途之二就是制作鉆頭、車刀、絞刀、銑刀之類的切削工具。特別

是用于加工淬硬鋼、耐磨鑄鐵、鈦合金等一類難加工材料時具有一定優勢，并且還非常適合用于數控機床加工。

絕活特用，前景看好

基于硅的半導體工業，讓人們深切感受到了現代電子產品的魅力。然而，用硅半導體制作的電子器件難以適應高溫等極端條件的挑戰。

在這樣的背景下，白石墨具有的寬帶隙、高熱導率、高電阻率、高遷移率等特性引起了科學家的重視。特別是白石墨的衍生產品立方氮化

硼，有望成為第三代半導體材料。有研究機構用氮化硼材料制成了高溫半導體PN結器件,在650℃條件下能夠正常工作。這就為制造能適應

極端條件的電子器件拓展了視角，從而為半導體工業帶來了新的希望。