Ludzie nazywaj\u0105 sze\u015bciok\u0105tny azotek boru \u201cbia\u0142ym grafitem\u201d, a ta nazwa jest zar\u00f3wno przydatna, jak i nieco niebezpieczna. Przydatna, poniewa\u017c ten warstwowy kryszta\u0142 rzeczywi\u015bcie wygl\u0105da i w dotyku przypomina grafit. Niebezpieczna, poniewa\u017c grafit przewodzi pr\u0105d i mo\u017ce zanieczy\u015bci\u0107 stop. Azotek boru nie ma \u017cadnej z tych w\u0142a\u015bciwo\u015bci. Widzia\u0142em ju\u017c zak\u0142ady, kt\u00f3re pr\u00f3bowa\u0142y traktowa\u0107 te dwa materia\u0142y jako zamienne, a potem sp\u0119dza\u0142y tydzie\u0144 na wyja\u015bnianiu problem\u00f3w z osadzaniem si\u0119 w\u0119gla, zwarciami grzejnik\u00f3w lub pow\u0142ok\u0105, kt\u00f3ra znikn\u0119\u0142a w powietrzu. Je\u015bli pracujesz z wysokimi temperaturami, stopionym metalem lub elektronik\u0105, w kt\u00f3rej nie mo\u017ce doj\u015b\u0107 do zwarcia, BN stanowi klas\u0119 sam\u0105 w sobie.<\/p>\n
Najwa\u017cniejsz\u0105 form\u0105 w przemy\u015ble jest sze\u015bciok\u0105tny azotek boru (h-BN). Istnieje r\u00f3wnie\u017c sze\u015bcienny azotek boru \u2014 czyli jego supertwardy odpowiednik stosowany w narz\u0119dziach skrawaj\u0105cych \u2014 ale jest to inny produkt o innym przeznaczeniu. Gdy w rysunku technicznym pojawia si\u0119 okre\u015blenie \u201cceramika BN\u201d, prawie zawsze oznacza to materia\u0142 heksagonalny: proszek, pow\u0142ok\u0119, element formowany na gor\u0105co lub element pirolityczny.<\/p>\n
h-BN jest jednym z niewielu materia\u0142\u00f3w, kt\u00f3re dobrze przewodz\u0105 ciep\u0142o, a jednocze\u015bnie pe\u0142ni\u0105 rol\u0119 izolatora elektrycznego. Rezystywno\u015b\u0107 obj\u0119to\u015bciowa wynosi zazwyczaj ponad 10\u00b9\u2074 om\u00b7cm. Sta\u0142a dielektryczna wynosi oko\u0142o 4. To w\u0142a\u015bnie dzi\u0119ki tej kombinacji w\u0142a\u015bciwo\u015bci h-BN znajduje zastosowanie w radiatorach, izolatorach wysokotemperaturowych oraz jako wype\u0142niacz polimerowy w materia\u0142ach termoprzewodz\u0105cych. Grafit mo\u017ce rozprasza\u0107 ciep\u0142o. Mied\u017a mo\u017ce rozprasza\u0107 ciep\u0142o. \u017baden z tych materia\u0142\u00f3w nie zapewni izolacji obwodu.<\/p>\n
Ponadto materia\u0142 ten nie ulega zwil\u017caniu przez d\u0142ug\u0105 list\u0119 stopionych metali i \u017cu\u017cli. Aluminium, cynk, mied\u017a, wiele rodzaj\u00f3w szk\u0142a oraz wiele stop\u00f3w p\u00f3\u0142przewodnikowych nie przylega do niego. Je\u015bli doda\u0107 do tego oboj\u0119tno\u015b\u0107 chemiczn\u0105, otrzymujemy tygle, pier\u015bcienie \u0142amaj\u0105ce, przegrody boczne, dysze i pow\u0142oki antyadhezyjne, kt\u00f3re pozostaj\u0105 czystsze ni\u017c grafit lub ceramika tlenkowa.<\/p>\n
Jest jeszcze jedna cecha materia\u0142u, kt\u00f3r\u0105 ludzie cz\u0119sto nie doceniaj\u0105: obrabialno\u015b\u0107. BN prasowany na gor\u0105co mo\u017cna toczy\u0107, frezowa\u0107 i wierci\u0107 przy u\u017cyciu konwencjonalnych narz\u0119dzi. Prototypowy uchwyt mo\u017cna wyci\u0105\u0107 w ci\u0105gu jednego popo\u0142udnia, zamiast czeka\u0107 na szlifowanie diamentowe. G\u0119sto\u015b\u0107 jest niska, zazwyczaj wynosi oko\u0142o 1,8\u20132,1 g\/cm\u00b3 w przypadku gatunk\u00f3w t\u0142oczonych na gor\u0105co, wi\u0119c cz\u0119\u015bci s\u0105 lekkie. Odporno\u015b\u0107 na szok termiczny jest doskona\u0142a, poniewa\u017c struktura mo\u017ce si\u0119 nieco przesuwa\u0107, a rozszerzalno\u015b\u0107 w kierunkach roboczych jest niewielka.<\/p>\n
Zakres temperatur zale\u017cy od atmosfery. W powietrzu utlenianie zaczyna mie\u0107 znaczenie w temperaturze oko\u0142o 900\u20131000 \u00b0C. W azocie, argonie lub pr\u00f3\u017cni gatunki bez spoiwa mog\u0105 osi\u0105ga\u0107 znacznie wy\u017csze temperatury \u2014 znacznie przekraczaj\u0105ce 1800\u00b0C w wielu procesach piecowych i topniczych, a pirolityczny BN jest rutynowo stosowany w wymagaj\u0105cych pracach pr\u00f3\u017cniowych.<\/p>\n
W\u0142a\u015bnie w tym miejscu specyfikacje techniczne stron internetowych stwarzaj\u0105 u\u017cytkownikom problemy.<\/p>\n
BN t\u0142oczony na gor\u0105co to materia\u0142 powszechnie stosowany. Proszek jest prasowany w wysokiej temperaturze w k\u0119sy, a nast\u0119pnie poddawany obr\u00f3bce skrawaniem. W niekt\u00f3rych gatunkach stosuje si\u0119 spoiwo w postaci tlenku boru lub boranu wapnia. S\u0105 one \u0142atwiejsze do zag\u0119szczenia i ta\u0144sze, ale wilgo\u0107 i niekt\u00f3re substancje chemiczne mog\u0105 powodowa\u0107 degradacj\u0119 spoiwa. Gatunki bezspoiwowe lub \u0142\u0105czone dyfuzyjnie s\u0105 dro\u017csze i lepiej radz\u0105 sobie z stopami wra\u017cliwymi na zanieczyszczenia. W\u0142a\u015bciwo\u015bci s\u0105 r\u00f3wnie\u017c anizotropowe: przewodno\u015b\u0107 cieplna i wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 mog\u0105 si\u0119 r\u00f3\u017cni\u0107 w kierunku r\u00f3wnoleg\u0142ym i prostopad\u0142ym do kierunku prasowania. Je\u015bli zignoruje si\u0119 orientacj\u0119, nawet \u201cdobry\u201d element mo\u017ce p\u0119kn\u0105\u0107 lub nagrzewa\u0107 si\u0119 w niew\u0142a\u015bciwej osi.<\/p>\n
BN pirolityczny, czyli PBN, to zupe\u0142nie inna sprawa. Jest on wytwarzany metod\u0105 chemicznego osadzania z fazy gazowej, a nie poprzez prasowanie. Czysto\u015b\u0107 mo\u017ce przekracza\u0107 99,99%. G\u0119sto\u015b\u0107 jest bliska warto\u015bci teoretycznej. Odgazowanie jest niezwykle niskie. Przewodno\u015b\u0107 cieplna w p\u0142aszczy\u017anie mo\u017ce osi\u0105ga\u0107 150\u2013220 W\/m\u00b7K, podczas gdy przewodno\u015b\u0107 wzd\u0142u\u017c grubo\u015bci spada do kilku wat\u00f3w. Ta anizotropia jest zalet\u0105 w przypadku \u0142odzi, wyk\u0142adzin i sprz\u0119tu MBE. Nie jest to jednak zaleta, je\u015bli potrzebny jest gruby, tani i \u0142atwy w obr\u00f3bce blok. PBN jest przeznaczony do zastosowa\u0144 wymagaj\u0105cych wysokiej czysto\u015bci, cienkich \u015bcianek i krytycznych warunk\u00f3w pr\u00f3\u017cniowych.<\/p>\n
Proszki i pow\u0142oki odgrywaj\u0105 ogromn\u0105 rol\u0119 w wielu procesach, pozostaj\u0105c przy tym niezauwa\u017calne. Pow\u0142oki z BN na matrycach, formach, kana\u0142ach odlewniczych i uchwytach spawalniczych zapobiegaj\u0105 przywieraniu metalu. W tworzywach sztucznych i podk\u0142adkach termicznych p\u0142ytkowe cz\u0105stki BN zwi\u0119kszaj\u0105 przewodno\u015b\u0107, nie zmieniaj\u0105c przy tym mieszanki w materia\u0142 przewodz\u0105cy. Gatunki kompozytowe \u2014 BN z w\u0119glikiem krzemu lub innymi materia\u0142ami ceramicznymi \u2014 stosuje si\u0119, gdy potrzebna jest wi\u0119ksza odporno\u015b\u0107 na zu\u017cycie ni\u017c ta, kt\u00f3r\u0105 zapewnia czysty BN. Typowym przyk\u0142adem s\u0105 materia\u0142y typu ZSBN: nadal charakteryzuj\u0105 si\u0119 w\u0142a\u015bciwo\u015bciami smarnymi i przydatnymi pod wzgl\u0119dem termicznym, ale s\u0105 bardziej wytrzyma\u0142e w kontakcie \u015blizgowym.<\/p>\n
Obr\u00f3bka metalu i szk\u0142a to oczywiste zastosowanie. Tygle, koryta, elementy odlewnicze, os\u0142ony termopar oraz pow\u0142oki antyadhezyjne \u2013 wszystkie te elementy opieraj\u0105 si\u0119 na powierzchni niezwil\u017caj\u0105cej. W przemy\u015ble p\u00f3\u0142przewodnikowym i pr\u00f3\u017cniowym stosuje si\u0119 \u0142\u00f3dki z PBN, wsporniki grzejnik\u00f3w oraz elementy kom\u00f3r, poniewa\u017c zanieczyszczenie w\u0119glem jest niedopuszczalne, a izolacja ma znaczenie nawet w wysokich temperaturach. Producenci piec\u00f3w ch\u0119tnie stosuj\u0105 przyrz\u0105dy mocuj\u0105ce, elementy ustalaj\u0105ce i izolatory z BN, poniewa\u017c elementy te \u0142atwo si\u0119 obrabiaj\u0105 i wytrzymuj\u0105 cykle termiczne. W przemy\u015ble elektronicznym BN stosuje si\u0119 jako wype\u0142niacz, gdy obudowa lub podk\u0142adka musi odprowadza\u0107 ciep\u0142o i zachowywa\u0107 w\u0142a\u015bciwo\u015bci dielektryczne.<\/p>\n
Widzia\u0142em ju\u017c, jak prosta zmiana pow\u0142oki przynios\u0142a lepsze efekty ni\u017c modernizacja materia\u0142u. Matryca grafitowa, kt\u00f3ra przy ka\u017cdym uderzeniu pozostawia\u0142a rysy, mo\u017ce sta\u0107 si\u0119 narz\u0119dziem produkcyjnym dzi\u0119ki odpowiedniej warstwie antyadhezyjnej typu BN. Metalowy element mocuj\u0105cy, kt\u00f3ry przywiera\u0142 do aluminium, mo\u017ce teraz wytrzyma\u0107 ca\u0142\u0105 zmian\u0119 zamiast zaledwie godziny. To nie jest teoria. W\u0142a\u015bnie dlatego ekipy konserwacyjne pami\u0119taj\u0105 o tym materiale.<\/p>\n
Ceramika z azotku boru nie jest materia\u0142em odpornym na zu\u017cycie w takim samym sensie jak tlenek glinu czy w\u0119glik krzemu. Jest stosunkowo mi\u0119kka. Je\u015bli zadanie polega na \u015bcieraniu zawiesin\u0105 lub twardym kontakcie \u015blizgowym, nale\u017cy zastosowa\u0107 kompozyt lub wybra\u0107 inny materia\u0142. Gatunki zawieraj\u0105ce spoiwo mog\u0105 ulega\u0107 hydratacji. Pozostawienie elementu spajanego B\u2082O\u2083 w wilgotnym magazynie mo\u017ce spowodowa\u0107 sproszkowanie lub utrat\u0119 wytrzyma\u0142o\u015bci. Utlenianie na powietrzu jest realnym zagro\u017ceniem; nie nale\u017cy wybiera\u0107 BN do d\u0142ugotrwa\u0142ego przebywania w otwartym ogniu tylko dlatego, \u017ce wyniki dla atmosfery oboj\u0119tnej wygl\u0105da\u0142y imponuj\u0105co. Nie traktuj te\u017c PBN jak materia\u0142u prasowanego na gor\u0105co. Przep\u0142acisz, a i tak nie uzyskasz po\u017c\u0105danego kszta\u0142tu.<\/p>\n
Kolejnym b\u0142\u0119dem jest stosowanie ceramiki BN tylko dlatego, \u017ce kto\u015b wspomnia\u0142 o \u201cceramice wysokotemperaturowej\u201d. Tlenek glinu, azotek krzemu i w\u0119glik krzemu maj\u0105 swoje mocne strony w poszczeg\u00f3lnych zastosowaniach. BN sprawdza si\u0119 najlepiej, gdy potrzebna jest izolacja w po\u0142\u0105czeniu z rozpraszaniem ciep\u0142a, w\u0142a\u015bciwo\u015bciami niezwil\u017caj\u0105cymi lub gdy element mo\u017cna obrabia\u0107 mechanicznie po sprasowaniu.<\/p>\n
Najpierw podaj rodzaj obr\u00f3bki: proszkow\u0105, pow\u0142okow\u0105, t\u0142oczon\u0105 na gor\u0105co, kompozytow\u0105 lub PBN. Nast\u0119pnie podaj atmosfer\u0119, temperatur\u0119 szczytow\u0105 i sk\u0142ad chemiczny. Je\u015bli w procesie wyst\u0119puje stopiony metal, nale\u017cy poda\u0107, jaki to metal. Je\u015bli proces odbywa si\u0119 w pr\u00f3\u017cni, nale\u017cy zapyta\u0107 o zawarto\u015b\u0107 spoiwa i odgazowanie. Je\u015bli cz\u0119\u015b\u0107 jest obrabiana z k\u0119sa, nale\u017cy zapyta\u0107 o kierunek prasowania. Je\u015bli jest to pow\u0142oka, nale\u017cy zapyta\u0107 o system spoiwa, grubo\u015b\u0107 warstwy i odst\u0119p mi\u0119dzy kolejnymi pow\u0142okami.<\/p>\n
Azotek boru nie jest cudownym proszkiem i nie zast\u0119puje wszystkich materia\u0142\u00f3w ogniotrwa\u0142ych. Jest to materia\u0142, po kt\u00f3ry si\u0119ga si\u0119, gdy grafit jest zbyt zanieczyszczony lub zbyt przewodz\u0105cy, a tak\u017ce gdy konwencjonalna ceramika tlenkowa ulega zamoczeniu, przykleja si\u0119 lub nie da si\u0119 jej obrabia\u0107 na czas. Je\u015bli dobierzesz odpowiedni gatunek, wszystko wydaje si\u0119 niemal zbyt proste. Je\u015bli jednak pope\u0142nisz b\u0142\u0105d, b\u0119dziesz przekonany, \u017ce karta katalogowa zawiera\u0142a nieprawdziwe informacje. Prawdopodobnie tak nie by\u0142o. Po prostu dane zastosowanie wymaga\u0142o bardziej trafnego doboru materia\u0142u.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
White Graphite, Done Right: A Practical Guide to Boron Nitride People call hexagonal boron nitride \u201cwhite graphite,\u201d and that nickname […]<\/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":[4],"tags":[],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/333"}],"collection":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=333"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/333\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":334,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/333\/revisions\/334"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=333"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=333"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=333"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}