Hexagonalt bornitrid er grafit, der ikke leder strøm

Hexagonalt bornitrid er grafit, der ikke leder strøm og ikke brænder op ved 600 °C

Man kalder hexagonalt bornitrid for »hvid grafit«, fordi krystalstrukturen bygger på det samme princip: lag på lag af plader, der glider mod hinanden. Derfor føles en tør h-BN-film glat. Sammenligningen er dog ikke længere relevant, så snart processen involverer varme, oxidation eller elektrisk strøm. Grafit er en leder og begynder at oxidere i luft ved omkring 500–600 °C. Heksagonalt BN forbliver isolerende, og i luft betragter vi 900–1000 °C som det praktiske oxidationsinterval. I nitrogen eller vakuum går grænsen meget højere, mod 2000 °C og derover. Det er grunden til, at vi specificerer BN i stedet for kulstof, når belægningen skal modstå varmen og forblive dielektrisk.

Det pulver, vi sælger til belægninger, er som regel pladelignende h-BN, ofte i størrelsesordenen få mikrometer, undertiden finere for at opnå en jævn sprøjtning. Blandet med et bindemiddel bliver det til en slipmaling til forme, matricer, skovle og termoelementrør. Det nyttige trick med smeltet aluminium er befugtning. Aluminium ligger på bornitrid med en høj kontaktvinkel — omkring 160° op til 900°C i offentliggjorte undersøgelser med hængende dråber — så metallet ikke klæber sig fast til keramikken på samme måde, som det klæber sig fast til aluminiumoxid eller en snavset stålsko. Skum af, hæld, bank skallen af. Grafit kan også fungere som slipmiddel, indtil det brænder og efterlader en kulstofplet eller en fordybning. BN efterlader en hvid film. Værksteder, der belægger afløbsrender og dyprør, bemærker forskellen efter en uge, ikke efter en forelæsning i laboratoriet.

Varmeledningsevnen er god og stærkt anisotrop i en enkeltkrystal. I en varmpresset komponent eller en belægning får man et mere gennemsnitligt tal, der dog stadig er højt nok til, at bor-nitrid-keramik anvendes der, hvor varme skal ledes væk, men strøm ikke kan: varmespredere, setter-belægninger og elektrisk isolering til høje temperaturer. Denne kombination – at lede varme og blokere strøm – er ikke en egenskab ved grafit. Grafit gør begge dele i den forkerte retning for en isolator.

Kubisk BN er et helt andet materiale. Samme grundstoffer, diamantlignende gitter, hårdhed som et skæreværktøj. Bestil ikke c-BN, hvis du mente en frigørelsesbelægning, og forvent ikke, at h-BN-pulver i malingskvalitet kan bearbejde stål. Pyrolytisk BN er endnu en anden kvalitet: CVD-plader og digler til halvlederarbejde, meget rent, meget dyrt. De fleste af vores industrielle bestillinger er stadig sekskantet pulver og varmpressede former.

h-BN er ikke noget vidunder ved lave temperaturer. Under ca. 600 °C har grafit ofte den lavere friktionskoefficient. BN tager føringen, så snart grafit begynder at oxidere. Fugt, olie og et tykt, afskallende lag ødelægger et godt pulver. Laget skal være tyndt, jævnt og tørt og påføres igen, når det hvide forsvinder. Hvis smeltematerialet er aluminium eller magnesium, og værktøjet skal forblive rent og elektrisk stille, er hexagonalt bornitrid det smøremiddel, der stadig er der, når grafit er blevet til CO₂.

da_DKDanish
Rul til toppen