Το εξαγωνικό νιτρίδιο του βορίου είναι γραφίτης που δεν αγωγεί και δεν καίγεται στους 600 °C

Ο κόσμος αποκαλεί το εξαγωνικό νιτρίδιο του βορίου «λευκό γραφίτη», επειδή ο κρύσταλλος βασίζεται στην ίδια αρχή: στοιβαγμένες πλάκες που υποβάλλονται σε διάτμηση. Γι’ αυτό και μια ξηρή μεμβράνη h-BN δίνει την αίσθηση ότι είναι ολισθηρή. Η σύγκριση αυτή παύει να έχει νόημα από τη στιγμή που η εργασία γίνεται υπό συνθήκες θερμότητας, οξείδωσης ή ηλεκτρικού ρεύματος. Ο γραφίτης είναι αγωγός και αρχίζει να οξειδώνεται στον αέρα σε θερμοκρασίες περίπου 500–600 °C. Το εξαγωνικό BN παραμένει μονωτικό και, στον αέρα, θεωρούμε ότι το πρακτικό εύρος οξείδωσης είναι 900–1000 °C. Σε ατμόσφαιρα αζώτου ή υπό κενό, το όριο αυτό αυξάνεται σημαντικά, προς τα 2000 °C και άνω. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο προτιμούμε το BN αντί του άνθρακα όταν η επίστρωση πρέπει να αντέξει τη θερμότητα και να παραμείνει διηλεκτρική.

Η σκόνη που πωλούμε για επιστρώσεις είναι συνήθως h-BN σε μορφή πλακιδίων, συχνά με μέγεθος της τάξης των λίγων μικρών, ενώ μερικές φορές είναι πιο λεπτή για ομαλότερο ψεκασμό. Αναμειγνυόμενη με συνδετικό υλικό, μετατρέπεται σε βαφή αποκόλλησης για καλούπια, μήτρες, κουτάλες και σωλήνες θερμοστοιχείων. Το χρήσιμο κόλπο με το λιωμένο αλουμίνιο είναι η διαβροχή. Το αλουμίνιο εφάπτεται στο νιτρίδιο του βορίου με μεγάλη γωνία επαφής — περίπου 160° έως και 900°C, σύμφωνα με δημοσιευμένες μελέτες με στατικές σταγόνες — οπότε το μέταλλο δεν προσκολλάται στο κεραμικό όπως προσκολλάται στην αλουμίνα ή σε ένα βρώμικο χαλύβδινο πέλμα. Απομακρύνετε την επιφανειακή στρώση, χύστε, απομακρύνετε το υπερβολικό υλικό. Ο γραφίτης μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως αποκολλητικό, μέχρι να καεί και να αφήσει λεκέ άνθρακα ή βαθούλωμα. Το νιτρίδιο του βορίου (BN) αφήνει μια λευκή μεμβράνη. Τα εργαστήρια που επικαλύπτουν αγωγούς εκκένωσης και σωλήνες εμβάπτισης παρατηρούν τη διαφορά μετά από μια εβδομάδα, όχι μετά από μια εργαστηριακή παρουσίαση.

Η θερμική αγωγιμότητα είναι ικανοποιητική και έντονα ανισότροπη σε έναν μονοκρύσταλλο. Σε ένα εξάρτημα που έχει υποστεί θερμή συμπίεση ή σε μια επίστρωση, η τιμή είναι πιο μέση, αλλά εξακολουθεί να είναι αρκετά υψηλή, ώστε το κεραμικό νιτρίδιο του βορίου να χρησιμοποιείται σε εφαρμογές όπου η θερμότητα πρέπει να μεταφέρεται, ενώ το ρεύμα δεν μπορεί: διαχυτές θερμότητας, επιστρώσεις ρύθμισης θερμοκρασίας, ηλεκτρική μόνωση υψηλής θερμοκρασίας. Αυτός ο συνδυασμός — αγωγιμότητα θερμότητας, παρεμπόδιση ρεύματος — δεν αποτελεί ιδιότητα του γραφίτη. Ο γραφίτης επιτελεί και τα δύο με τρόπο αντίθετο προς αυτόν που απαιτείται από έναν μονωτή.

Το κυβικό BN είναι ένα διαφορετικό υλικό. Ίδια στοιχεία, πλέγμα παρόμοιο με αυτό του διαμαντιού, σκληρότητα εργαλείου κοπής. Μην παραγγέλνετε c-BN όταν εννοείτε επίστρωση αποκόλλησης και μην περιμένετε ότι μια σκόνη h-BN ποιότητας βαφής θα μπορεί να κατεργαστεί χάλυβα. Το πυρολυτικό BN αποτελεί μια εντελώς διαφορετική κατηγορία: πλάκες και χωνευτήρια CVD για εργασίες ημιαγωγών, πολύ καθαρό, πολύ ακριβό. Οι περισσότερες βιομηχανικές παραγγελίες μας εξακολουθούν να αφορούν εξαγωνική σκόνη και μορφές θερμής συμπίεσης.

Το h-BN δεν είναι «μαγικό» σε χαμηλές θερμοκρασίες. Σε θερμοκρασίες κάτω των 600 °C περίπου, ο γραφίτης έχει συχνά τον χαμηλότερο συντελεστή τριβής. Το BN παίρνει το προβάδισμα μόλις ο γραφίτης αρχίσει να οξειδώνεται. Η υγρασία, το λάδι και ένα παχύ, ξεφλουδισμένο στρώμα καταστρέφουν μια καλή σκόνη. Λεπτή, ομοιόμορφη, ξηρή, επαναεφαρμόζεται όταν το λευκό χρώμα εξαφανιστεί. Εάν το τεμάχιο που τήκεται είναι αλουμίνιο ή μαγνήσιο και το εργαλείο πρέπει να παραμείνει καθαρό και χωρίς ηλεκτρικές διαταραχές, το εξαγωνικό νιτρίδιο του βορίου είναι το λιπαντικό που παραμένει εκεί ακόμα και αφού ο γραφίτης έχει μετατραπεί σε CO₂.