Sześciokątny azotek boru to grafit, który nie przewodzi prądu

Sześciokątny azotek boru to grafit, który nie przewodzi prądu i nie ulega spaleniu w temperaturze 600°C

Ludzie nazywają sześciokątny azotek boru „białym grafitem”, ponieważ jego struktura krystaliczna opiera się na tej samej zasadzie: ułożonych w stos płytkach, które ulegają ścinaniu. Dlatego sucha warstwa h-BN wydaje się śliska. Porównanie to traci jednak sens, gdy tylko proces przebiega w wysokiej temperaturze, w warunkach utleniających lub pod napięciem elektrycznym. Grafit jest przewodnikiem i zaczyna się utleniać w powietrzu w temperaturze około 500–600°C. Sześciokątny azotek boru zachowuje właściwości izolacyjne, a w powietrzu za praktyczny przedział temperatury utleniania uznajemy zakres 900–1000°C. W atmosferze azotu lub w próżni temperatura ta wzrasta znacznie wyżej, do około 2000°C i więcej. To właśnie dlatego wybieramy BN zamiast węgla, gdy powłoka musi wytrzymać wysokie temperatury i zachować właściwości dielektryczne.

Proszek, który sprzedajemy do powłok, to zazwyczaj płytkowy h-BN, często o wielkości rzędu kilku mikronów, a czasami drobniejszy, co zapewnia gładkie natryskiwanie. Po zmieszaniu ze spoiwem staje się farbą antyadhezyjną do form, matryc, kadzi i rurek termoparowych. Przydatną sztuczką w przypadku stopionego aluminium jest zwilżanie. Aluminium osiada na azotku boru pod dużym kątem zwilżania — około 160° w temperaturze do 900°C, jak wynika z opublikowanych badań nad kroplami spoczywającymi — więc metal nie przylega do ceramiki tak, jak przylega do tlenku glinu lub zabrudzonej stalowej stopki. Zbierz z powierzchni, wlej, strąć nadmiar. Grafit również może pełnić funkcję środka antyadhezyjnego, dopóki się nie spali i nie pozostawi plamy węglowej lub wgłębienia. Azotek boru pozostawia białą warstwę. Zakłady, które pokrywają rynny i rurki zanurzeniowe, zauważają różnicę po tygodniu, a nie po wykładzie w laboratorium.

Przewodność cieplna jest zadowalająca i wykazuje silną anizotropię w monokrysztale. W elementach formowanych na gorąco lub powłokach uzyskuje się wartość bardziej uśrednioną, ale wciąż wystarczająco wysoką, by ceramika z azotku boru znalazła zastosowanie tam, gdzie musi przepływać ciepło, a prąd nie może: rozpraszacze ciepła, powłoki stabilizujące, izolacja elektryczna odporna na wysokie temperatury. Ta kombinacja — przewodzenie ciepła i blokowanie prądu — nie jest właściwością grafitu. Grafit zachowuje się w obu przypadkach w sposób niekorzystny dla izolatora.

BN w postaci sześciennej to zupełnie inny materiał. Te same pierwiastki, struktura przypominająca diament, twardość narzędzi skrawających. Nie zamawiaj c-BN, jeśli chodziło ci o powłokę antyadhezyjną, i nie oczekuj, że proszek h-BN klasy malarskiej nada się do obróbki stali. BN pirolityczny to z kolei zupełnie inna klasa: płytki CVD i tygle do produkcji półprzewodników, bardzo czyste, bardzo drogie. Większość naszych zamówień przemysłowych nadal dotyczy proszku heksagonalnego i elementów formowanych na gorąco.

h-BN nie wykazuje wyjątkowych właściwości w niskich temperaturach. W temperaturach poniżej około 600 °C grafit często charakteryzuje się niższym współczynnikiem tarcia. BN zyskuje przewagę, gdy grafit zaczyna się utleniać. Wilgoć, olej oraz gruba, łuszcząca się warstwa niszczą dobre działanie proszku. Należy nakładać cienką, równomierną i suchą warstwę, powtarzając aplikację, gdy zniknie biały kolor. Jeśli topionym materiałem jest aluminium lub magnez, a narzędzie musi pozostać czyste i nieprzewodzące prądu, sześciokątny azotek boru jest smarem, który pozostaje na miejscu nawet po tym, jak grafit zamieni się w CO₂.

pl_PLPolish
Przewiń do góry