Boorinitridijauhe ja sen sovellukset

Boorinitridijauhetta käytetään useilla teollisuudenaloilla vastaamaan kasvaviin vaatimuksiin, jotka koskevat kevyempiä, vahvempia, tehokkaampia ja suorituskykyisempiä tuotteita. Tällaiset edistykselliset materiaalit edellyttävät tarkkuutta, johdonmukaisuutta ja puhtautta, jotka puhdistetut boorilaatit tarjoavat.

Heksagonaalinen boorinitridi (h-BN) on sähköä eristävä ja pehmeä materiaali, jolla on erinomaiset ominaisuudet sähkönsiirtoon ja joka kestää korkeita lämpötiloja ja hapettumista.

Korkea puhtaus

Boorinitridijauheilla on useita käyttötarkoituksia. Niitä lisätään usein valumassoihin, öljyihin ja rasvoihin lämmönjohtavuuden ja sähköeristyksen lisäämiseksi. Lisäksi BN-jauheet toimivat kuivavoiteluaineina, jotka estävät tarttumista tai kiinnijuuttumista, sekä tarjoavat kuivavoitelua koneille, jotka tarvitsevat kuivavoitelua toimintojen välillä. Lopuksi, nämä jauheet voivat olla ihanteellinen valinta jopa alumiinin suulakepuristukseen, koska BN:n kyky välttää savunmuodostusta ja samalla mahdollistaa aihioiden liukumisen helposti suulakepuristusprosessien aikana BN-jauheet ovat loistavia valintoja, jotka mahdollistavat sujuvat suulakepuristusprosessit!

BN:llä on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia, joita ei löydy muista keraamisista materiaaleista, kuten alhainen tiheys ja kemiallinen inerttiys (hapon ja sulan metallin kestävyys), erinomainen korkean lämpötilan kestävyys, hyvä työstettävyys ja lämpöshokkien kestävyys. heksagonaalisessa boorinitridissä (h-BN) on grafeenin kaltaisia rakenteita, jotka ovat isoelektronisia hiilen kanssa, mikä tekee siitä pehmeää ja voitelevaa; kuutiomaisella boorinitridillä (c-BN) on puolestaan poikkeuksellinen kovuus, joka on toiseksi kovempi kuin timantilla; korkeissa lämpötiloissa metallit eivät reagoi, joten tämä materiaali on erinomainen valinta leikkuutyökalujen tai hiomalaikkojen sovelluksiin.

Pieni tiheys

Heksagonaalinen boorinitridi (hBN) on poikkeuksellinen keraaminen materiaali, jolla on poikkeukselliset ominaisuudet. Pieni tiheys, erinomainen lämmönjohtavuus, sähköinen resistiivisyys ja kemiallinen inerttiys takaavat sen kestävyyden happoja ja nestemäisiä metalleja sekä muita kemikaaleja vastaan.

HBN:ää käytetään laajalti muovien ja valumassojen lisäaineena lämmönjohtavuuden lisäämiseksi ilman, että se vaikuttaa sähköeristykseen, sekä kuivana jauhemaisena voiteluaineena esimerkiksi koneistuksessa ja valussa, joissa melun vähentäminen on kriittisen tärkeää.

Vaikka BN-jauhe on helposti työstettävää materiaalia, sen alhainen teoreettinen tiheys tekee tiheiden irtotavaramateriaalien valmistamisesta haastavaa. Tässä kokeellisessa tutkimuksessa esiteltiin kuitenkin uusi menetelmä kuusikulmaisen boorinitridin sintraamiseksi suuremman tiheyden saavuttamiseksi käyttämällä kuutiomaista boorinitridiä sintrauksen lisäaineena.

Korkea lämmönjohtavuus

Boorinitridijauheella on korkea lämmönjohtavuus, ja sitä voidaan käyttää sellaisten keraamisten komponenttien valmistukseen, joiden on kestettävä korkeita lämpötiloja. Lisäksi se kestää kemikaaleja metallia ja lasia vastaan ja on samalla helppo työstää - kaikki nämä ominaisuudet tekevät boorinitridistä erinomaisen voiteluaineiden korvaajan metallien käsittely-ympäristöissä.

Grafiitin kaltaista kuusikulmaista boorinitridiä (hBN) voidaan valmistaa reagoimalla boorin ja typen välillä äärimmäisissä olosuhteissa. Kuumennettaessa hBN kuitenkin muuttuu kuutiomaiseksi boorinitridiksi, jonka rakenne muistuttaa timanttia.

Kuusikulmaiset boorinitridimuodot ovat erinomainen termoparin suojaputki- ja eristysholkkimateriaali, jolla on alhainen laajenemiskerroin, ylivoimainen lämmönjohtavuus ja poikkeuksellinen voitelukyky.

Alhainen kovuus

Boorinitridiä käytetään monissa sovelluksissa elektroniikasta ja korkean lämpötilan ympäristöistä ilmailu- ja avaruusalaan. Sen poikkeuksellinen lämmönjohtavuus ja kemiallinen inerttiys mahdollistavat kehittyneen suorituskyvyn; lisäksi sillä on suuri kuormankantokyky ja se on helposti työstettävissä kuumapuristetussa tilassa monimutkaisten osien valmistamiseksi.

Boorinitridin valmistukseen liittyy ainutlaatuisia haasteita sen kuusikulmaisen levyrakenteen vuoksi; tavanomaiset laadunvalvontamenetelmät voivat olla vaikeita tai jopa tehottomia tälle materiaalille. Agglomeroitumisen estäminen on siksi asetettava etusijalle.

Kehittyneitä käsittelytekniikoita, kuten ultraäänidispersantteja, korkean leikkauslujuuden sekoitusta ja erikoistuneita jauhatustekniikoita käytetään usein agglomeraattien hajottamiseen ja hiukkasten erottelun ylläpitämiseen, mikä johtaa parempaan yhteensopivuuteen matriisimateriaalien kanssa ja h-BN-verihiutaleiden tasaiseen jakautumiseen.

Sähköinen eristys

Heksagonaalisella boorinitridillä (h-BN) on huomattavat eristysominaisuudet, jotka uhmaavat perinteistä materiaalitiedettä. BN-keraamisella on metalleihin verrattavissa oleva lämmönjohtavuus, mutta se tarjoaa luotettavat sähköeristysominaisuudet, jotka estävät sähköisen jäljityksen. Nämä kaksoisominaisuudet tekevät boorinitridikeramiikasta korvaamattoman arvokkaan komponentin PVD-, CVD- ja plasmajärjestelmissä, jotka tarvitsevat luotettavia eristeitä sähköistä jälkijuoksua vastaan.

Sähköinen jäljitys on yhä yleisempi syy sähköjärjestelmän vikaantumiseen kosteissa ympäristöissä, ja sen yleistyminen on lisännyt sellaisten materiaalien kysyntää, jotka kestävät sähköistä jäljitystä tällaisissa kosteissa olosuhteissa.

Boorinitridikomposiitit kehitettiin erityisesti vastaamaan näihin tarpeisiin, sillä ne tarjoavat erinomaisen jäljityskestävyyden kosteissa ympäristöissä, haihduttavat tehokkaasti lämpöä ja tarjoavat erinomaisen korroosionkestävyyden. Lisäksi h-BN:n kiderakennetta voidaan räätälöidä valmistuksen aikana lämmönjohtavuuden optimoimiseksi tiettyihin suuntiin suorituskyvyn parantamiseksi.