نيتريد البورون السداسي هو نوع من الجرافيت لا يوصل الكهرباء ولا يحترق عند درجة حرارة 600 درجة مئوية

يطلق الناس على نيتريد البورون السداسي «الجرافيت الأبيض» لأن البنية البلورية لهما نفس المبدأ: صفائح متراكبة تتعرض للقص. ولهذا السبب تبدو طبقة h-BN الجافة زلقة الملمس. لكن هذه المقارنة تفقد فائدتها بمجرد أن تصبح العملية ساخنة أو مؤكسدة أو مشحونة كهربائيًا. الجرافيت مادة موصلة ويبدأ في التأكسد في الهواء عند درجة حرارة تتراوح بين 500 و600 درجة مئوية. أما نيتريد البورون السداسي (h-BN) فيظل عازلًا، وفي الهواء، نعتبر أن نطاق درجة الحرارة بين 900 و1000 درجة مئوية هو نطاق التأكسد العملي. أما في بيئة النيتروجين أو الفراغ، فإن درجة الأكسدة ترتفع إلى مستويات أعلى بكثير، تصل إلى 2000 درجة مئوية أو أكثر. وهذا هو السبب الذي يجعلنا نختار البورون النيتروجيني (BN) بدلاً من الكربون عندما يتعين على الطلاء أن يتحمل الحرارة ويحافظ على خصائصه العازلة.

عادةً ما يكون المسحوق الذي نبيعه للاستخدام في الطلاء عبارة عن h-BN على شكل صفائح، وغالبًا ما يتراوح حجمه بين بضعة ميكرونات، وأحيانًا يكون أنعم من ذلك للحصول على رش ناعم. وعند مزجه مع مادة رابطة، يصبح طلاءً مانعًا للالتصاق يُستخدم في القوالب، والقوالب المعدنية، والمغارف، وأنابيب المزدوجات الحرارية. وتكمن الحيلة المفيدة في التعامل مع الألومنيوم المنصهر في عملية الترطيب. يستقر الألومنيوم على نيتريد البورون بزاوية تلامس عالية — حوالي 160° حتى 900°C وفقًا للدراسات المنشورة حول قطرات ثابتة — وبالتالي لا يلتصق المعدن بالسيراميك بنفس الطريقة التي يلتصق بها بالألومينا أو بحذاء فولاذي متسخ. قم بتصفية السطح، ثم صب المعدن، ثم قم بإزالة القشرة. يمكن للجرافيت أن يعمل كعامل فصل أيضًا، إلى أن يحترق ويترك بقعة كربونية أو حفرة. أما نتريد البورون (BN) فيترك طبقة بيضاء. تلاحظ الورش التي تقوم بطلاء قنوات التصريف وأنابيب الغمس الفرق بعد أسبوع، وليس بعد محاضرة معملية.

تتميز الموصلية الحرارية بأنها جيدة وتتميز بتباين قوي في الاتجاهات داخل البلورة الأحادية. أما في القطع المضغوطة على الساخن أو الطلاءات، فيتم الحصول على قيمة أكثر توازناً، لكنها تظل مرتفعة بما يكفي لاستخدام سيراميك نيتريد البورون في الأماكن التي يتعين فيها انتقال الحرارة دون مرور التيار الكهربائي: موزعات الحرارة، وطلاءات التثبيت، والعزل الكهربائي عالي الحرارة. هذا المزيج — توصيل الحرارة، ومنع مرور التيار — ليس من خصائص الجرافيت. فالجرافيت يقوم بكلا الأمرين في الاتجاه الخاطئ بالنسبة لعازل كهربائي.

الـ BN المكعب مادة مختلفة. نفس العناصر، وشبكة بلورية شبيهة بالماس، وصلابة أدوات القطع. لا تطلب c-BN إذا كنت تقصد طلاءً ميسرًا للتفكيك، ولا تتوقع أن يستخدم مسحوق h-BN المخصص للطلاء في تصنيع الفولاذ. أما البورون النيتروجيني الحراري (Pyrolytic BN) فهو درجة أخرى تمامًا: ألواح وبوتقات CVD المستخدمة في صناعة أشباه الموصلات، وهي عالية النقاء وباهظة الثمن. ولا تزال معظم طلباتنا الصناعية تتعلق بالمسحوق السداسي الأشكال والأشكال المضغوطة على الساخن.

لا يُعد h-BN مادة سحرية عند درجات الحرارة المنخفضة. ففي درجات حرارة تقل عن 600 درجة مئوية تقريبًا، غالبًا ما يكون للجرافيت معامل احتكاك أقل. لكن BN يتفوق بمجرد أن يبدأ الجرافيت في التأكسد. الرطوبة والزيت والطلاء السميك المتقشر يفسدون مسحوقًا جيدًا. يجب أن يكون الطلاء رقيقًا ومتساويًا وجافًا، مع إعادة تطبيقه عندما يختفي اللون الأبيض. إذا كان المادة المنصهرة هي الألومنيوم أو المغنيسيوم وكان لا بد أن تظل الأداة نظيفة وخالية من التشويش الكهربائي، فإن نيتريد البورون السداسي هو مادة التشحيم التي تظل موجودة بعد أن يتحول الجرافيت إلى ثاني أكسيد الكربون.