Olen yli kahdenkymmenen vuoden ajan valinnut voiteluaineita ja toiminnallisia jauheita metallinmuokkaus-, keramiikka- ja elektroniikkateollisuudelle, ja olen oppinut pit\u00e4m\u00e4\u00e4n boorinitridijauhetta yhten\u00e4 niist\u00e4 materiaaleista, jotka hiljaisesti ylitt\u00e4v\u00e4t odotukset, kun niit\u00e4 todella alkaa k\u00e4ytt\u00e4\u00e4. Ihmiset kutsuvat sit\u00e4 usein \u201cvalkoiseksi grafiitiksi\u201d, koska sen kuusikulmainen kiderakenne n\u00e4ytt\u00e4\u00e4 paperilla samankaltaiselta, mutta k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 se k\u00e4ytt\u00e4ytyy hyvin eri tavalla \u2013 ja yleens\u00e4 paremmin \u2013 kun l\u00e4mp\u00f6tila nousee tai kun hiilipitoisuutta ei voida hyv\u00e4ksy\u00e4. Olen tehnyt kokeita, seurannut tuotantolinjojen siirtymist\u00e4 sen k\u00e4ytt\u00f6\u00f6n ja n\u00e4hnyt eron muottien k\u00e4ytt\u00f6i\u00e4ss\u00e4, pinnan laadussa ja prosessin vakaudessa. Se ei ole aina halvin vaihtoehto, mutta oikeissa kohteissa se maksaa itsens\u00e4 takaisin.<\/p>\n
Kuusikulmainen boorinitridi (h-BN) valmistetaan saattamalla booridioksidi tai boorihappo reagoimaan ammoniakin tai typen kanssa yli 1400 \u00b0C:n l\u00e4mp\u00f6tilassa. Tuloksena oleva jauhe on valkoista, pehme\u00e4\u00e4 ja levym\u00e4ist\u00e4, ja sen kerrokset liukuvat helposti toistensa p\u00e4\u00e4ll\u00e4. T\u00e4m\u00e4 kerrostunut rakenne antaa sille erinomaisen voitelukyvyn, mutta toisin kuin grafiitti, se pysyy stabiilina ilmassa noin 1000 \u00b0C:seen asti ja inertiss\u00e4 ilmakeh\u00e4ss\u00e4 selv\u00e4sti yli 1400 \u00b0C:ssa. Se on my\u00f6s s\u00e4hk\u00f6eriste ja sill\u00e4 on keraamiselle materiaalille hyv\u00e4 l\u00e4mm\u00f6njohtavuus \u2013 noin 20\u201330 W\/m\u00b7K levyjen tasossa. N\u00e4m\u00e4 ominaisuudet yhdess\u00e4 tekev\u00e4t siit\u00e4 hy\u00f6dyllisen siell\u00e4, miss\u00e4 grafiitti hapettuisi, tuottaisi hiilt\u00e4 tai aiheuttaisi s\u00e4hk\u00f6isi\u00e4 ongelmia.<\/p>\n
Kuumassa taonnassa ja suulakepuristuksessa boorinitridijauheesta on tullut yksi suosikkini irrotusaineista. Grafiitti toimii hyvin kohtuullisissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa, mutta yli 700\u2013800 \u00b0C:ssa se alkaa palaa pois ja voi j\u00e4tt\u00e4\u00e4 j\u00e4\u00e4nn\u00f6ksi\u00e4, jotka vaikuttavat pinnan laatuun. Er\u00e4\u00e4ss\u00e4 alumiinipuristuskokeessa, johon osallistuin, vertailimme tavanomaista grafiitti-vesidispersiota 15 % h-BN-dispersiota vastaan samoilla 6061-seosbileteill\u00e4. 4 000 aihion j\u00e4lkeen grafiitilla p\u00e4\u00e4llystetyiss\u00e4 muotteissa n\u00e4kyi selv\u00e4sti kulumaj\u00e4lki\u00e4 ja ne piti kiillottaa, kun taas h-BN-p\u00e4\u00e4llystetyiss\u00e4 muotteissa pinnat olivat edelleen sile\u00e4t ja ne tuottivat osia, joiden pinnan karheus oli pienempi (Ra 0,8 \u00b5m verrattuna 1,6 \u00b5m). h-BN v\u00e4hensi my\u00f6s suulakepuristukseen tarvittavaa voimaa keskim\u00e4\u00e4rin noin 12 %:lla, mik\u00e4 merkitsi pienemp\u00e4\u00e4 puristusenergiaa ja v\u00e4hemm\u00e4n seisokkia suulakkeiden vaihtojen vuoksi.<\/p>\n
Samanlaisia parannuksia havaittiin ruostumattoman ter\u00e4ksen kuumamuovauksessa 950 \u00b0C:n l\u00e4mp\u00f6tilassa. 200 kappaleen rinnakkaistestiss\u00e4 k\u00e4vi ilmi, ett\u00e4 h-BN:ll\u00e4 voidelluissa muotteissa kulumissyvyys oli profiilimittarilla mitattuna 28 % pienempi tuotannon j\u00e4lkeen. My\u00f6s osat olivat puhtaampia \u2013 niiss\u00e4 ei ollut tummia grafiittitahroja, jotka toisinaan vaativat ylim\u00e4\u00e4r\u00e4isi\u00e4 puhdistustoimenpiteit\u00e4. Haittapuolena oli hinta: h-BN-dispersio oli noin 2,5 kertaa kalliimpaa litralta, mutta muotin pidentynyt k\u00e4ytt\u00f6ik\u00e4 ja v\u00e4hentynyt j\u00e4lkik\u00e4sittely kompensoivat t\u00e4m\u00e4n kustannuksen kyseisess\u00e4 ty\u00f6ss\u00e4.<\/p>\n
Keraamisten materiaalien ja tulenkest\u00e4vien materiaalien valmistuksessa boorinitridijauhetta lis\u00e4t\u00e4\u00e4n usein sintrausapuna tai korkean l\u00e4mp\u00f6tilan voiteluaineena uunien sisustuksessa. Olen k\u00e4ytt\u00e4nyt sit\u00e4 piinitridi- ja alumiinioksidikomposiiteissa, joissa tarvitsimme parempaa ty\u00f6stett\u00e4vyytt\u00e4 sintrauksen j\u00e4lkeen. Lis\u00e4\u00e4m\u00e4ll\u00e4 3\u20135 % hienoa h-BN:\u00e4\u00e4 (keskim\u00e4\u00e4r\u00e4inen hiukkaskoko 5\u201310 \u00b5m) parannettiin poltettujen osien hionnan helppoutta ilman, ett\u00e4 lujuus heikkeni merkitt\u00e4v\u00e4sti. Er\u00e4\u00e4ss\u00e4 sis\u00e4isess\u00e4 vertailussa h-BN:\u00e4\u00e4 sis\u00e4lt\u00e4v\u00e4t er\u00e4t vaativat 18 % v\u00e4hemm\u00e4n hiomisaikaa timanttilaikalla verrattuna verrokkier\u00e4\u00e4n, ja reunojen lohkeilu v\u00e4heni huomattavasti.<\/p>\n
L\u00e4mm\u00f6nhallinta on toinen ala, jolla sen edut tulevat selv\u00e4sti esiin. Elektroniikkateollisuudessa h-BN:\u00e4\u00e4 k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n t\u00e4yteaineena l\u00e4mp\u00f6liit\u00e4nt\u00e4materiaaleissa ja valumassissa, koska se johtaa l\u00e4mp\u00f6\u00e4 mutta on samalla s\u00e4hk\u00f6\u00e4 erist\u00e4v\u00e4. Muutama vuosi sitten suorittamassamme yksinkertaisessa laboratoriotestiss\u00e4 silikonirasva, johon oli lis\u00e4tty 30 %-alumiinioksidia, saavutti noin 1,1 W\/m\u00b7K. Sama pohja, joka oli t\u00e4ytetty 30 % h-BN:ll\u00e4 (suurempi levym\u00e4inen laatu), saavutti 2,4 W\/m\u00b7K identtisiss\u00e4 testiolosuhteissa k\u00e4ytt\u00e4en suojattua l\u00e4mm\u00f6nvirtausmittaria. H-BN-versio pysyi my\u00f6s pehme\u00e4mp\u00e4n\u00e4 alhaisissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa, mik\u00e4 auttoi kosketusvastusta ep\u00e4tasaisilla pinnoilla.<\/p>\n
Tietenk\u00e4\u00e4n boorinitridi ei ole mik\u00e4\u00e4n ihmel\u00e4\u00e4ke. Se on kalliimpaa kuin grafiitti tai talkki, ja eritt\u00e4in hienojakoiset laadut voivat p\u00f6lytt\u00e4\u00e4 ja vaatia hyv\u00e4\u00e4 ilmanvaihtoa k\u00e4sittelyn aikana. Joissakin metallinmuokkaussovelluksissa, joissa tarvitaan \u00e4\u00e4rimm\u00e4ist\u00e4 painetta, molybdeenidisulfidi tai erikoistuneet synteettiset voiteluaineet voivat silti ylitt\u00e4\u00e4 sen pelk\u00e4st\u00e4\u00e4n kitkakertoimen osalta. Hiukkaskoko ja puhtaus ovat eritt\u00e4in t\u00e4rkeit\u00e4 \u2013 karkeammat laadut tarjoavat paremman irtoamisen mutta huonomman dispergoitumisen, kun taas eritt\u00e4in puhtaat laadut ovat v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4tt\u00f6mi\u00e4 elektroniikassa tai kosmetiikassa.<\/p>\n
Kokemuksen perusteella parhaat tulokset saadaan, kun materiaalin laatu valitaan teht\u00e4v\u00e4n mukaan. Kuumametallin muovauksessa suosittelen yleens\u00e4 10\u201320 \u00b5m:n levyisi\u00e4 hiukkasia, joilla on hyv\u00e4 virtausominaisuus. L\u00e4mp\u00f6eristeiss\u00e4 tai kosmetiikassa alle 10 \u00b5m:n tai jopa alle mikronin kokoiset laadut, joiden pinta-ala on hallittu, toimivat paremmin. Suorita aina asianmukainen koe omilla laitteillasi ja materiaaleillasi sen sijaan, ett\u00e4 luottaisit yleisiin tuotetietoihin. Niiss\u00e4 tapauksissa, joissa teimme n\u00e4in, boorinitridijauheet ovat toistuvasti tuottaneet mitattavia parannuksia ty\u00f6kalujen k\u00e4ytt\u00f6ik\u00e4\u00e4n, energiankulutukseen tai tuotteiden laatuun, mik\u00e4 on oikeuttanut materiaalin korkeammat kustannukset.<\/p>\n
Se ei koskaan korvaa kaikkia muita voiteluaineita tai t\u00e4yteaineita, mutta kun prosessiin liittyy korkeita l\u00e4mp\u00f6tiloja, puhtausvaatimuksia tai s\u00e4hk\u00f6eristyst\u00e4 l\u00e4mp\u00f6ominaisuuksien ohella, boorinitridijauhe on ansainnut pysyv\u00e4n paikan ty\u00f6kalupakissani. Avaintekij\u00e4 on edelleen sama kuin mink\u00e4 tahansa erikoismateriaalin kohdalla: ymm\u00e4rr\u00e4, miten se todella toimii juuri sinun olosuhteissasi, testaa se asianmukaisesti ja k\u00e4yt\u00e4 sit\u00e4 siell\u00e4, miss\u00e4 suorituskyvyn parannus on todellista eik\u00e4 pelkk\u00e4\u00e4 olettamusta.<\/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\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/329"}],"collection":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=329"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/329\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":330,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/329\/revisions\/330"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=329"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=329"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=329"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}