Nitrură de bor ceramică și numeroasele sale aplicații

Ceramica din nitrură de bor prelucrabilă este o alegere ideală de material atunci când se caută izolare electrică și conductivitate termică, împreună cu o rezistență excepțională și rezistență la uzură - ceea ce o face potrivită și pentru uneltele de tăiere.

Nitrură de bor hexagonală are o structură de tip ceapă cu straturi care prezintă diferite unghiuri de răsucire în plan, făcând din acest material unul dintre cele mai rezistente disponibile.

Caracteristici

Ceramicele din nitrură de bor sunt materiale dure, puternice, rezistente la uzură și la coroziune, cu caracteristici excepționale de rezistență la uzură și la coroziune. Fiind materiale durabile, capabile să reziste la temperaturi foarte ridicate și la expunerea la radiații, ceramica din nitrură de bor este un material ideal pentru utilizarea în reactoarele nucleare și în aplicații aerospațiale. Proprietățile lor lubrifiante excepționale le fac, de asemenea, potrivite pentru utilizare în producție, unde nivelurile lor scăzute de frecare ajută la tăierea mai lină a metalelor în timpul tăierii sau șlefuirii altor metale.

Nitrură de bor hexagonală (h-BN) este o ceramică tehnică esențială cu o structură analogă similară straturilor hexagonale ale grafitului, în care atomii de bor și azot sunt legați prin legături covalente puternice, formând straturi hexagonale care conțin structuri hexagonale hexagonale dispuse hexagonal pe straturi hexagonale, creând proprietăți și caracteristici unice care nu se regăsesc în alte ceramici tehnice.

H-BN rezistă bine la șocuri și tensiuni extreme, fiind ideal pentru utilizarea ca material de creuzet în metalurgia aluminiului, a pământurilor rare, a ceramicii și a altor metale. În plus, poate rezista la presiuni și temperaturi ridicate fără a ceda coroziunii carbonului, rămânând în același timp fără reactivitate cu metalul lichid. În plus, acest material face din h-BN un candidat excelent pentru producerea de acoperiri de înaltă performanță utilizate pentru căptușirea sau acoperirea echipamentelor industriale.

h-BN poate fi prelucrat cu ușurință folosind unelte de tăiere standard din oțel de mare viteză și, atunci când este necesar, unelte din carbură sau diamant. Deoarece permite obținerea de forme și detalii complicate cu o ușurință relativă, h-BN este ideal pentru aplicații care altfel ar fi imposibile cu alte tipuri de materiale ceramice.

Nitrură cubică de bor (c-BN) este obținută prin presarea h-BN hexagonal sub presiune și la temperaturi ridicate, la fel cum diamantul sintetic este format din grafit. Cu toate acestea, spre deosebire de diamant, c-BN are puncte de topire și abraziune scăzute, ceea ce îl face potrivit pentru producerea de acoperiri dure cu rezistență excelentă la zgâriere și abraziune.

modificarea lonsdaleită a nitrurii de bor se distinge de alte modificări ca fiind unul dintre cele mai dure materiale cunoscute. Cu proprietățile sale extraordinare și potențialul de a depăși chiar și c-BN ca cel mai dur material din lume, proprietățile sale unice au deschis noi căi de cercetare în domeniul materialelor ceramice de înaltă performanță care pot duce la noi aplicații industriale; cu toate acestea, din cauza disponibilității sale comerciale limitate, lonsdaleitul rămâne subexploatat în acest moment.

Aplicații

Ceramica din nitrură de bor, cu rezistență termică, chimică, electrică, la uzură și la fractură, este ideală pentru multe aplicații. Deoarece sunt ușoare, cu o constantă dielectrică scăzută și proprietăți foarte durabile care rezistă la temperaturi ridicate - ceea ce le face o alegere excelentă pentru utilizarea în electronica de putere care necesită răcire - precum și rezistența și durabilitatea lor le face utilizate în mod popular pentru fabricarea uneltelor de tăiere și rectificare pentru industria aerospațială.

Nitrură de bor hexagonală (h-BN) este unul dintre cele mai răspândite materiale ceramice în vrac disponibile. Acest compus cristalin are structuri cristaline similare cu grafitul; cu toate acestea, nitrură hexagonală de bor este semnificativ mai dură decât grafitul și biocompatibilă, fiind în același timp capabilă să reziste la temperaturi ridicate - ceea ce o face o opțiune excelentă pentru aplicațiile dentare.

Datorită stabilității sale termice excepționale și inerției chimice, h-BN este adesea utilizat ca scut anticoroziv împotriva altor materiale. H-BN poate preveni absorbția apei din metale topite, cum ar fi aliajele de aluminiu, magneziu și zinc, precum și din orice zgură produsă în timpul proceselor de topire, oferind o protecție completă pentru componentele expuse la astfel de medii.

H-BN oferă ceramicii care intră în contact cu aceste substanțe o protecție fără compromisuri împotriva sticlei, sărurilor și a majorității metalelor topite - ca să nu mai vorbim de atacurile chimice - o protecție de neegalat. În plus, este rezistent la atacurile chimice, ceea ce îl face potrivit pentru mediile industriale dificile.

Pe lângă proprietățile sale dorite, h-BN este ușor de prelucrat. Geometrii complexe cu toleranțe strânse pot fi create rapid, fără a utiliza agenți de răcire sau lubrifianți - acest lucru facilitează crearea de piese cu precizie și repetabilitate ridicate.

Materialele ceramice tradiționale, precum alumina sau zirconia, pot fi dificil de prelucrat în forme complexe. Materialul H-BN are avantajul de a fi prelucrat la viteze mai mari decât aceste alte materiale și, prin urmare, este mai potrivit pentru aplicații de înaltă performanță.

Producție

Piesele din nitrură de bor sunt create de obicei prin presarea la cald a materialului la temperaturi și presiuni ridicate, creând structuri dense cu densitate uniformă. Alternativ, piesele pot fi prelucrate din blocuri solide din acest material. Indiferent de metoda de fabricație utilizată, toate componentele din nitrură de bor trebuie să fie verificate pentru defecte vizuale, compoziție chimică și proprietăți fizice înainte de a fi utilizate în aplicații.

Materialul ceramic din nitrură de bor este un material ceramic prelucrabil extrem de rezistent, foarte rezistent la coroziune și la alte medii dificile. În plus, non-reactivitatea sa îl face potrivit pentru aplicații care necesită stabilitate la temperaturi ridicate; în plus, nu va reacționa cu sticla, sărurile sau majoritatea metalelor, ceea ce îl face potrivit pentru utilizarea în vid.

BN are numeroase aplicații și poate fi găsit în mai multe forme, de la nitrură de bor sinterizată pentru performanțe la temperaturi ridicate și materiale abrazive și de tăiere rezistente la uzură la nitrură de bor cubică rezistentă la uzură materiale rezistente la uzură și acoperiri pentru unelte de extrudare, pentru a fi utilizat ca agenți de dezlipire pentru procesele de formare a metalelor și de trefilare, acoperiri utilizate pe unelte de extrudare, agenți de dezlipire utilizați în timpul operațiunilor de formare a metalelor sau de trefilare, precum și proprietățile sale de rezistență la șocurile termice și proprietățile de izolare electrică, ceea ce îl face o alegere de material adecvată pentru componentele electronice de mare putere datorită proprietăților sale de rezistență la șocurile termice și proprietăților de izolare electrică.

Structura cristalină a nitritei de bor hexagonale seamănă cu cea a grafitului, oferind multe dintre aceleași beneficii de performanță. Denumită și grafit alb, nitrură de bor hexagonală oferă stabilitate termică excelentă, proprietăți electrice și capacități de disipare a căldurii, fiind în același timp dură și rezistentă la abraziune - calități care o fac utilă în multe aplicații industriale.

Nitrură de bor pirolitică (PBN) este o nitrură de bor solidă de puritate ultra-înaltă produsă prin depunere chimică în stare de vapori (CVD). După cum sugerează și numele său, PBN oferă performanțe superioare la temperaturi ridicate, precum și rezistență mecanică și poate fi fabricată în foi subțiri care pot fi utilizate în propulsoarele cu efect Hall, precum și în forme personalizate concepute pentru a fi utilizate în aplicații refractare și semiconductoare.

Nitrură de bor hexagonală poate fi prelucrată cu toleranțe precise, ceea ce o face o alegere excelentă de material pentru aplicații care implică geometrii complexe. Echipa Precision Ceramics are o vastă experiență în lucrul cu acest material versatil și vă poate ajuta să proiectați componente care să îndeplinească toate cerințele dumneavoastră. Pentru a vă garanta că primiți numai piese din nitrură de bor de înaltă calitate în timpul fabricației, testele noastre de calitate includ difracție de raze X și spectroscopie în infraroșu cu transformată Fourier, care verifică puritatea, structura cristalină și, respectiv, compoziția chimică.

Procesare

Proprietățile fizice distinctive ale nitritei de bor fac din aceasta un material ceramic excepțional, perfect pentru a fi utilizat în numeroase aplicații industriale. De la componente BN sinterizate la abrazive și materiale de tăiere rezistente la uzură din nitrură de bor cubică (cBN), această ceramică tehnică sintetică se mândrește cu o stabilitate chimică și o rezistență mecanică superioare, precum și cu proprietăți termice excepționale pentru o utilizare pe toate planurile.

Nitrură de bor este un material ideal pentru componentele cuptoarelor, cum ar fi inele de topire, izolatoare și duze, datorită transparenței sale bune la microunde și rezistenței la umezeală, ceea ce îl face potrivit pentru etanșarea suprafețelor în contact cu metale lichide sau zgură topită. În plus, transparența sa excelentă la microunde și rezistența la umezeală îl fac potrivit pentru utilizarea ca componente refractare.

Datorită coeficientului său scăzut de dilatare termică, BN este extrem de stabil pe o gamă largă de temperaturi și nu este afectat în mod semnificativ de creșterile și scăderile bruște de temperatură. Acest lucru îi permite să reziste la temperaturi ridicate fără să se degradeze în medii dificile în care alte materiale s-ar fisura sau s-ar descompune rapid.

BN are o masă termică extrem de scăzută, ceea ce îi îmbunătățește și mai mult performanța termică. În combinație cu expansiunea termică scăzută și cu proprietățile de rezistență la oxidare, BN este un material excelent pentru aplicații la temperaturi ridicate, mai mult decât omologii săi din nichel și cobalt!

Ca pulbere, BN este ușor de prelucrat cu unelte de tăiere standard din oțel de mare viteză. Uneltele cu vârf de carbură pot fi adecvate pentru tipurile mai dificile de nitrură de bor (nitrură de titan sau ZSBN), în timp ce uneltele cu diamant pot fi adecvate pentru tipurile foarte dure (ZSBN).

Nitrură de bor hexagonală (hBN) poate fi ușor frezată la formă cu șlefuire uscată folosind abrazivi sau jeturi de apă, ceea ce o face potrivită pentru prelucrarea precisă a formelor complexe. În plus, spre deosebire de multe materiale ceramice, nitrură de bor prezintă o dilatare termică minimă, astfel încât vitezele de tăiere rămân constante în timpul operațiunilor de frezare.

Nitrură de bor sinterizată poate fi întărită cu oxizi și carburi pentru a obține proprietăți îmbunătățite. Un astfel de material, ZSBN - format din particule dure de ZrO2 dispersate uniform printre plăcuțe moi de BN într-o matrice de sticlă borosilicată - beneficiază foarte mult de întărirea cu oxizi și carburi pentru rezistență la umezeală, ceea ce îl face potrivit pentru inelele de rupere din turnarea continuă, precum și pentru duzele de atomizare a metalelor potrivite pentru topiturile metalice ușoare.