氮化硼是一種人工合成的無機(jī)非金屬材料,具有四種晶型結(jié)構(gòu),分別是:六方相氮化硼(HBN)、立方相氮化硼(CBN)、菱方相氮化硼(RBN)、纖鋅礦相氮化硼(WBN)。其中應(yīng)用很廣泛的是六方晶型結(jié)構(gòu)和立方晶型結(jié)構(gòu)氮化硼,不同的晶體形態(tài)導(dǎo)致其性狀截然不同,應(yīng)用領(lǐng)域也大相徑庭。
用于高溫潤(rùn)滑領(lǐng)域的氮化硼為六方晶型結(jié)構(gòu),即HBN,具有片狀結(jié)構(gòu)的粉體形貌,可相對(duì)滑移,因此在宏觀性能上體現(xiàn)出優(yōu)異的潤(rùn)滑特性。HBN的主要性能是高溫潤(rùn)滑性及高溫穩(wěn)定性,這兩種性能由六方氮化硼的結(jié)晶度來決定。結(jié)晶度高且充分的六方氮化硼潤(rùn)滑性好,高溫穩(wěn)定性優(yōu)良,在空氣氣氛下可以使用到較高的溫度不發(fā)生氧化,而結(jié)晶度差的六方氮化硼的潤(rùn)滑性也比較差,在無保護(hù)的空氣氣氛下使用易氧化而失去高溫潤(rùn)滑特性,甚至變成低熔點(diǎn)的氧化硼。
因此,六方氮化硼的品級(jí)由其結(jié)晶度決定,結(jié)晶度越高的氮化硼的品級(jí)越高,由于其結(jié)晶度高且完整,因此粉體的原晶粒度也大,粉體粒度尺寸隨之增大,是高溫潤(rùn)滑應(yīng)用領(lǐng)域的很好選擇。反之,結(jié)晶度低,原晶粒度小,粉體顆粒尺寸也比較小,這種氮化硼的潤(rùn)滑性較弱,品級(jí)較低,往往用于燒結(jié)六方氮化硼制品原料,而不適合長(zhǎng)時(shí)間用于高溫潤(rùn)滑。
通過觀察不同品級(jí)的氮化硼微觀結(jié)構(gòu)可以判斷,高品級(jí)的氮化硼其結(jié)晶充分、清晰、完整,結(jié)晶顆粒較大,在宏觀上體現(xiàn)出優(yōu)異的潤(rùn)滑性可一定的金屬光澤。品級(jí)相對(duì)低的氮化硼,其結(jié)晶較弱,微觀下觀察顆粒較為模糊,宏觀上潤(rùn)滑性相對(duì)較差,粒度較小。
由此可以看出,在以六方氮化硼為主要成分的高溫潤(rùn)滑產(chǎn)品中,氮化硼粉體選用的品級(jí)至關(guān)重要。當(dāng)然,高結(jié)晶度高品級(jí)的氮化硼價(jià)格相對(duì)昂貴,在一些水性潤(rùn)滑制劑中,其潤(rùn)濕分散的難度也非常高,如果分散潤(rùn)濕不當(dāng)或不夠充分,在使用過程中氮化硼粉體不容易鋪展開,對(duì)于使用方來說不僅提高用量,同時(shí)會(huì)造成氮化硼富集剝落,從而造成極大的浪費(fèi)。