窒化ホウ素とは?
ちっかほうそ
ホウ素と窒素からなるセラミックス材料で、絶縁性と高熱伝導性を兼ね備え、電子機器の放熱部品などに使われます。
窒化ホウ素(Boron Nitride、BN)とは、ホウ素と窒素が1対1の比率で結合した無機化合物で、結晶構造の違いによって大きく異なる特性を持つセラミックス材料です。
窒化ホウ素には主に以下の結晶構造があります。
- 六方晶窒化ホウ素(h-BN):グラファイト(黒鉛)に似た層状構造を持ち、白色粉末状で「白い黒鉛」とも呼ばれます。潤滑性・離型性に優れ、電気絶縁性と比較的高い熱伝導性を兼ね備えます。
- 立方晶窒化ホウ素(c-BN):ダイヤモンドに類似した結晶構造を持ち、ダイヤモンドに次ぐ硬さを示します。鉄系材料への反応性がダイヤモンドより低いため、鉄鋼切削工具として優れた特性を持ちます。
電子・電気分野では、h-BNを配合した放熱シートや熱伝導グリスが、パワー半導体・LEDモジュール・電気自動車のインバーターなどの放熱対策に広く活用されています。電気絶縁性を保ちながら熱を効率よく逃がせることが最大の強みです。
また高温環境(1000℃以上)での安定性や化学的不活性さから、冶金用坩堝・溶融金属離型剤・高温電気絶縁部品などにも用いられます。c-BN焼結体は超硬工具として焼き入れ鋼の精密加工に欠かせない存在です。
使い方・例文
電気自動車のパワーモジュールで、窒化ホウ素充填の放熱シートがIGBTチップと冷却器の間に挟み込まれ、絶縁を維持しながら熱を効率的に逃がす役割を担っています。
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