Efter mere end tyve \u00e5r med at udv\u00e6lge sm\u00f8remidler og funktionelle pulvere til metalbearbejdning, keramik og elektronik er jeg kommet til at betragte bornitridpulver som et af de materialer, der stille og roligt overg\u00e5r forventningerne, n\u00e5r man f\u00f8rst begynder at bruge det. Folk kalder det ofte for \u201chvid grafit\u201d, fordi dets sekskantede krystalstruktur ligner det p\u00e5 papiret, men i praksis opf\u00f8rer det sig meget anderledes \u2013 og som regel bedre \u2013 n\u00e5r temperaturen stiger, eller n\u00e5r kulstofforurening er uacceptabelt. Jeg har gennemf\u00f8rt fors\u00f8g, set produktionslinjer skifte til det og oplevet forskellen i formens levetid, overfladekvalitet og processtabilitet. Det er ikke altid den billigste l\u00f8sning, men p\u00e5 de rigtige steder tjener det sig selv ind.<\/p>\n
Hexagonalt bornitrid (h-BN) fremstilles ved at oms\u00e6tte boroxid eller borsyre med ammoniak eller nitrogen ved temperaturer over 1400 \u00b0C. Det resulterende pulver er hvidt, bl\u00f8dt og pladelignende med lag, der let glider over hinanden. Den lagdelte struktur giver det fremragende sm\u00f8reevne, men i mods\u00e6tning til grafit forbliver det stabilt i luft op til ca. 1000 \u00b0C og i inerte atmosf\u00e6rer langt over 1400 \u00b0C. Det er ogs\u00e5 en elektrisk isolator og har en anst\u00e6ndig varmeledningsevne for en keramik \u2014 omkring 20\u201330 W\/m\u00b7K i pladernes plan. Disse egenskaber tilsammen g\u00f8r det nyttigt, hvor grafit ville oxidere, indf\u00f8re kulstof eller for\u00e5rsage elektriske problemer.<\/p>\n
Ved varmformning og ekstrudering er bornitridpulver blevet et af mine foretrukne slipmidler. Grafit fungerer fint ved moderate temperaturer, men ved temperaturer over 700\u2013800 \u00b0C begynder det at br\u00e6nde af og kan efterlade rester, der p\u00e5virker overfladekvaliteten. I et fors\u00f8g med aluminiumsekstrudering, som jeg var involveret i, sammenlignede vi en standard grafit-vand-dispersion med en 15 % h-BN-dispersion p\u00e5 de samme 6061-legeringsblokke. Efter 4.000 billets viste de grafitbelagte matricer synlige slidspor og kr\u00e6vede polering, mens de h-BN-belagte matricer stadig havde glatte overflader og producerede emner med lavere overfladeruhed (Ra 0,8 \u00b5m mod 1,6 \u00b5m). h-BN reducerede ogs\u00e5 den kr\u00e6vede ekstruderingskraft med ca. 12 % i gennemsnit, hvilket resulterede i lavere pressenergi og mindre nedetid ved skift af matricer.<\/p>\n
Vi s\u00e5 tilsvarende forbedringer ved varmformning af rustfrit st\u00e5l ved 950 \u00b0C. En sammenlignende test p\u00e5 200 emner viste, at matricer smurt med h-BN havde 28 % mindre sliddybde m\u00e5lt med profilometer efter produktionsk\u00f8rslen. Dele kom ogs\u00e5 ud renere \u2014 ingen m\u00f8rke grafitpletter, der nogle gange kr\u00e6ver ekstra reng\u00f8ringsskridt. Ulempen var prisen: h-BN-dispersionen var ca. 2,5 gange dyrere pr. liter, men den forl\u00e6ngede levetid for matricerne og det reducerede omarbejde opvejede det mere end rigeligt p\u00e5 netop den opgave.<\/p>\n
Inden for keramik og ildfaste materialer tils\u00e6ttes bor-nitridpulver ofte som sintringshj\u00e6lpemiddel eller som h\u00f8jtemperatursm\u00f8remiddel i ovnindretning. Jeg har brugt det i siliciumnitrid- og aluminiumoxidkompositter, hvor vi havde brug for bedre bearbejdelighed efter sintring. Tils\u00e6tning af 3\u20135 % fint h-BN (gennemsnitlig partikelst\u00f8rrelse 5\u201310 \u00b5m) forbedrede slibbarheden af de br\u00e6ndte emner uden at g\u00e5 meget p\u00e5 kompromis med styrken. I en intern sammenligning kr\u00e6vede de h-BN-holdige partier 18 % kortere slibetid p\u00e5 en diamantskive sammenlignet med kontrolpartiet, og kantafskalning blev m\u00e6rkbart reduceret.<\/p>\n
Varmestyring er et andet omr\u00e5de, hvor det udviser tydelige fordele. Inden for elektronik anvendes h-BN som fyldstof i termiske gr\u00e6nsefladematerialer og indst\u00f8bningsmasser, da det leder varme, samtidig med at det forbliver elektrisk isolerende. I en simpel laboratorieunders\u00f8gelse, vi gennemf\u00f8rte for nogle \u00e5r siden, n\u00e5ede et silikonefedt fyldt med 30 %-aluminiumoxid op p\u00e5 ca. 1,1 W\/m\u00b7K. Den samme base fyldt med 30 % h-BN (st\u00f8rre pladekvalitet) n\u00e5ede op p\u00e5 2,4 W\/m\u00b7K under identiske testbetingelser ved brug af en beskyttet varmestr\u00f8msm\u00e5ler. H-BN-versionen forblev ogs\u00e5 bl\u00f8dere ved lave temperaturer, hvilket hjalp med kontaktmodstanden p\u00e5 uj\u00e6vne overflader.<\/p>\n
Bor-nitrid er selvf\u00f8lgelig ikke noget vidundermiddel. Det koster mere end grafit eller talkum, og de meget fine kvaliteter kan v\u00e6re st\u00f8vede og kr\u00e6ver god ventilation under h\u00e5ndtering. I visse metalbearbejdningsopgaver, hvor der er behov for ekstremt h\u00f8jt tryk, kan molybd\u00e6n-disulfid eller specialfremstillede syntetiske sm\u00f8remidler stadig overg\u00e5 det, alene hvad ang\u00e5r friktionskoefficienten. Partikelst\u00f8rrelse og renhed betyder meget \u2014 grovere kvaliteter giver bedre frig\u00f8relse, men d\u00e5rligere spredning, mens h\u00f8jrenhedskvaliteter er afg\u00f8rende for elektronik eller kosmetik.<\/p>\n
Erfaringsm\u00e6ssigt opn\u00e5s de bedste resultater ved at v\u00e6lge den rigtige kvalitet til opgaven. Til formning af varmt metal angiver jeg normalt plader p\u00e5 10\u201320 \u00b5m med god flydeevne. Til termiske fyldstoffer eller kosmetik fungerer kvaliteter under 10 \u00b5m eller endda under 1 \u00b5m med kontrolleret overfladeareal bedre. Udf\u00f8r altid en ordentlig test p\u00e5 dit faktiske udstyr og dine materialer i stedet for at stole p\u00e5 generiske datablade. I de tilf\u00e6lde, hvor vi gjorde det, har bornitridpulver gentagne gange leveret m\u00e5lbare forbedringer i v\u00e6rkt\u00f8jets levetid, energiforbrug eller produktkvalitet, som retf\u00e6rdiggjorde de h\u00f8jere materialomkostninger.<\/p>\n
Det vil aldrig kunne erstatte alle andre sm\u00f8remidler eller fyldstoffer, men n\u00e5r processen involverer h\u00f8je temperaturer, krav til renhed eller elektrisk isolering sidel\u00f8bende med termisk ydeevne, har bornitridpulver vundet en fast plads i mit v\u00e6rkt\u00f8jss\u00e6t. N\u00f8glen er stadig den samme som med ethvert specialmateriale: forst\u00e5, hvad det rent faktisk g\u00f8r under dine specifikke forhold, test det ordentligt, og brug det der, hvor pr\u00e6stationsgevinsten er reel snarere end antaget.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
After more than twenty years specifying lubricants and functional powders for metal forming, ceramics, and electronics, I\u2019ve come to treat […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ngg_post_thumbnail":0,"footnotes":""},"categories":[11],"tags":[],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/329"}],"collection":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=329"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/329\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":330,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/329\/revisions\/330"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=329"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=329"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=329"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}