Kuusikulmainen boorinitridi on grafiittia, joka ei johda sähköä eikä pala 600 °C:ssa

Ihmiset kutsuvat kuusikulmaista boorinitridiä ”valkoiseksi grafiitiksi”, koska sen kide rakenne perustuu samaan periaatteeseen: päällekkäin pinottuihin levyihin, jotka liukuvat toisiaan vasten. Siksi kuiva h-BN-kalvo tuntuu liukkaalta. Vertailu menettää merkityksensä heti, kun työkohde on kuuma, hapettuu tai on jännitteellinen. Grafiitti on sähköä johtava materiaali, ja se alkaa hapettua ilmassa noin 500–600 °C:ssa. Kuusikulmainen boorinitridi säilyttää eristyskykynsä, ja ilmassa pidämme 900–1000 °C:ta käytännön hapettumisrajana. Typpitilassa tai tyhjiössä raja nousee huomattavasti korkeammalle, kohti 2000 °C:ta ja yli. Tästä syystä valitsemme BN:n hiilen sijaan, kun pinnoitteen on kestettävä kuumuutta ja säilytettävä dielektriset ominaisuutensa.

Pinnoitteisiin myymämme jauhe on yleensä levymäistä h-BN:ää, jonka raekoko on usein muutaman mikronin luokkaa, mutta joskus myös hienompaa, jotta ruiskutus on tasaisempaa. Sidosaineeseen sekoitettuna siitä tulee irrotusmaalia muotteihin, suulakkeisiin, kaatimiin ja lämpöpariputkiin. Sulaneen alumiinin kanssa hyödyllinen temppu on kostutus. Alumiini lepää boorinitridillä suurella kosketuskulmalla – noin 160° jopa 900°C:n lämpötiloissa julkaistuissa kiinteän pisaran kokeissa – joten metalli ei tartu keraamiseen pintaan samalla tavalla kuin se tarttuu alumiinioksidiin tai likaisiin teräskenkäpohjiin. Kaada, kaada, kopauta pois. Myös grafiitti voi toimia irrotusaineena, kunnes se palaa ja jättää hiilijäljen tai kuopan. BN jättää valkoisen kalvon. Työpajat, jotka pinnoittavat pesualtaita ja upotusputkia, huomaavat eron viikon kuluttua, eivät laboratoriossa pidetyn esitelmän jälkeen.

Lämmönjohtavuus on kohtuullinen ja voimakkaasti anisotrooppinen yksikiteessä. Kuumapuristetussa osassa tai pinnoitteessa saadaan keskimääräisempi arvo, joka on kuitenkin riittävän korkea, jotta boorinitridikeraamia käytetään tilanteissa, joissa lämmön on kulkeuduttava mutta virran ei: lämmönjakajissa, setter-pinnoitteissa ja korkean lämpötilan sähköeristyksissä. Tämä yhdistelmä – lämmön johtaminen ja virran estäminen – ei ole grafiitin ominaisuus. Grafiitti toimii molemmissa suuntiin eristeen kannalta väärin.

Kuutiollinen BN on erilainen materiaali. Samat alkuaineet, timanttimainen kidehila, leikkuutyökalun kovuus. Älä tilaa c-BN:ää, jos tarkoitit irrotuspinnoitetta, äläkä odota, että maalilaatuista h-BN-jauhetta voisi käyttää teräksen työstämiseen. Pyrolyyttinen BN on taas aivan oma luokkansa: CVD-levyt ja upokset puolijohdetöihin, erittäin puhdasta, erittäin kallista. Suurin osa teollisuuden tilauksistamme koskee edelleen kuusikulmaista jauhetta ja kuumapuristettuja muotoja.

h-BN ei ole mikään ihmeaine alhaisissa lämpötiloissa. Noin 600 °C:n alapuolella grafiitilla on usein pienempi kitkakerroin. BN nousee etusijalle, kun grafiitti alkaa hapettua. Kosteus, öljy ja paksu, hilseilevä kerros pilaavat hyvän jauheen. Levitä ohut, tasainen ja kuiva kerros uudelleen, kun valkoinen väri katoaa. Jos sulate on alumiinia tai magnesiumia ja työkalun on pysyttävä puhtaana ja sähköisesti häiriöttömänä, kuusikulmainen boorinitridi on se voiteluaine, joka on edelleen paikallaan sen jälkeen, kun grafiitti on muuttunut hiilidioksidiksi.