Nitreto de boro em pó e suas aplicações

O pó de nitreto de boro é usado em vários setores para atender às crescentes demandas por produtos mais leves e resistentes, com maior eficiência e desempenho. Esses materiais avançados exigem precisão, consistência e pureza, algo que os boroatos refinados proporcionam.

O nitreto de boro hexagonal (h-BN) é um material isolante elétrico e macio com excelentes propriedades para transmissão elétrica, além de ser resistente a altas temperaturas e à oxidação.

Alta pureza

Os pós de nitreto de boro têm vários usos. Eles costumam ser adicionados a compostos de envasamento, óleos e graxas para aumentar a condutividade térmica e o isolamento elétrico. Além disso, os pós de BN servem como lubrificantes de pó seco que evitam a aderência ou o emperramento, além de proporcionar lubrificação seca em máquinas que precisam de lubrificação seca entre as operações. Por fim, esses pós podem até ser a escolha ideal para a extrusão de alumínio devido à capacidade do BN de evitar a produção de fumaça e, ao mesmo tempo, permitir que os tarugos deslizem facilmente durante os processos de extrusão.

O BN tem várias propriedades exclusivas que não são encontradas em outros materiais cerâmicos, incluindo baixa densidade e inércia química (resistência a ácidos e metais fundidos), excelente resistência a altas temperaturas, boa usinabilidade e resistência a choques térmicos. O nitreto de boro hexagonal (h-BN) apresenta estruturas semelhantes ao grafeno, isoeletrônicas com o carbono, o que o torna macio e lubrificante; o nitreto de boro cúbico (c-BN), por outro lado, tem dureza excepcional, perdendo apenas para o diamante; nenhum metal reage a altas temperaturas, portanto, esse material é uma excelente opção para aplicações em ferramentas de corte ou rebolos.

Baixa densidade

O nitreto de boro hexagonal (hBN) é um material cerâmico com propriedades excepcionais. Com baixa densidade, excelente condutividade térmica, resistividade elétrica e inércia química, oferece resistência contra ácidos e metais líquidos, além de outros produtos químicos.

O HBN é amplamente utilizado como aditivo em plásticos e compostos de envasamento para aumentar a condutividade térmica sem afetar o isolamento elétrico e como lubrificante em pó seco em aplicações como usinagem e fundição, em que a redução de ruído é fundamental.

Embora o pó de BN seja um material facilmente trabalhável, sua baixa densidade teórica torna a fabricação de materiais densos a granel um desafio. No entanto, neste estudo experimental, foi apresentado um novo método de sinterização de nitreto de boro hexagonal para obter densidades mais altas, usando nitreto de boro cúbico como aditivo de sinterização.

Alta condutividade térmica

O pó de nitreto de boro oferece alta condutividade térmica e pode ser usado para fabricar componentes de cerâmica que precisam suportar altas temperaturas. Além disso, oferece resistência química contra metais e vidro e é fácil de usinar - todas as qualidades que tornam o nitreto de boro um excelente substituto para lubrificantes em ambientes de processamento de metais.

O nitreto de boro hexagonal (hBN), semelhante ao grafite, pode ser produzido por meio da reação de boro e nitrogênio sob condições extremas. No entanto, quando aquecido, o hBN se transforma em nitreto de boro cúbico, que tem uma estrutura semelhante à do diamante.

As formas de nitreto de boro hexagonal são um excelente tubo de proteção de termopar e material de luva isolante, com baixo coeficiente de expansão, condutividade térmica superior e lubrificação excepcional.

Baixa dureza

O nitreto de boro pode ser encontrado em muitas aplicações, desde eletrônicos e ambientes de alta temperatura até a indústria aeroespacial. Sua excepcional condutividade térmica e inércia química possibilitam um desempenho avançado; além disso, ele tem alta capacidade de suportar cargas e pode ser facilmente usinado em seu estado prensado a quente para a fabricação de peças complexas.

A fabricação de nitreto de boro apresenta desafios únicos devido à sua estrutura de plaquetas hexagonais; os métodos convencionais de controle de qualidade podem ser difíceis ou até mesmo ineficazes para esse material. Portanto, a prevenção de aglomeração deve ser priorizada.

Técnicas avançadas de processamento, como dispersantes ultrassônicos, mistura de alto cisalhamento e técnicas especializadas de moagem, são frequentemente empregadas para quebrar aglomerados e manter a separação das partículas, o que leva a uma melhor compatibilidade com os materiais da matriz e à distribuição uniforme das plaquetas de h-BN.

Isolamento elétrico

O nitreto de boro hexagonal (h-BN) apresenta propriedades de isolamento notáveis que desafiam a ciência dos materiais convencionais. Embora ofereça condutividade térmica comparável à dos metais, a cerâmica de BN oferece propriedades confiáveis de isolamento elétrico que impedem o rastreamento elétrico. Essas propriedades duplas tornam a cerâmica de nitreto de boro um componente inestimável em sistemas de PVD, CVD e plasma que precisam de isolantes confiáveis contra o rastreamento elétrico.

O rastreamento elétrico é uma causa cada vez mais prevalente de falha do sistema de energia em ambientes úmidos, e sua crescente prevalência estimulou a demanda por materiais que ofereçam resistência contra o rastreamento elétrico nessas condições úmidas.

Os compostos de nitreto de boro foram desenvolvidos especificamente para atender a essas necessidades, proporcionando resistência superior ao rastreamento em ambientes úmidos, dissipando o calor com eficiência e oferecendo excelente resistência à corrosão. Além disso, a estrutura cristalina do h-BN pode ser adaptada durante a fabricação para otimizar a condutividade térmica em direções específicas para aumentar o desempenho.