Ljudje \u0161esterokotni borov nitrid imenujejo \u201cbeli grafit\u201d, in ta vzdevek je hkrati uporaben in nekoliko nevaren. Uporaben, ker plastasti kristal resni\u010dno izgleda in se na otip zdi kot grafit. Nevaren, ker grafit prevaja elektriko in lahko onesna\u017ei talino. Borov nitrid ne po\u010dne ni\u010desar od tega. Videl sem, kako so v tovarnah posku\u0161ali obravnavati ti dve snovi kot zamenljivi, nato pa so cel teden porabili za pojasnjevanje nabiranja ogljika, kratkih stikov pri grelcih ali prevleke, ki je izginila na zraku. \u010ce delate z visokimi temperaturami, staljenim kovinskim ali elektroniko, pri kateri ne sme priti do kratkega stika, je BN v svoji lastni ligi.<\/p>\n
V industriji je najpomembnej\u0161a oblika heksagonalni borov nitrid, h-BN. Obstaja tudi kubi\u010dni borov nitrid \u2013 to je njegov supertrd sorodnik, ki se uporablja v rezalnih orodjih \u2013, vendar gre za druga\u010den izdelek z druga\u010dno vlogo. Ko je v risbi navedeno \u201cBN keramika\u201d, to skoraj vedno pomeni heksagonalni material: prah, premaz, vro\u010de stisnjen izdelek ali piroliti\u010dni del.<\/p>\n
h-BN je eden redkih materialov, ki dobro prevaja toploto in hkrati deluje kot elektri\u010dni izolator. Volumski upornostni koeficient je obi\u010dajno vi\u0161ji od 10\u00b9\u2074 ohm-cm. Dielektri\u010dna konstanta zna\u0161a okoli 4. Zaradi te kombinacije se uporablja v hladilnih telesih, visokotemperaturnih izolatorjih in kot polimerno polnilo v materialih za toplotni stik. Grafit lahko raz\u0161irja toploto. Baker lahko raz\u0161irja toploto. Nobeden od njiju ne bo ohranil va\u0161ega vezja izoliranega.<\/p>\n
Poleg tega je material neprepustna povr\u0161ina za \u0161tevilne taljene kovine in \u017elindre. Aluminij, cink, baker, \u0161tevilne vrste stekla in veliko talin polprevodnikov se nanj ne prijemajo. \u010ce k temu dodamo \u0161e kemi\u010dno inertnost, dobimo talilne lon\u010dke, zadr\u017eevalne obro\u010de, stranske pregrade, \u0161obe in protiprijemne premaze, ki ostanejo \u010distej\u0161i od grafita ali oksidne keramike.<\/p>\n
Poleg tega obstaja \u0161e ena lastnost, ki jo ljudje v proizvodnji podcenjujejo: obdelovalnost. Vro\u010de stisnjen BN je mogo\u010de stru\u017eiti, rezati in vrtati z obi\u010dajnim orodjem. Prototipno pripravo lahko izre\u017eete v enem popoldnevu, namesto da bi \u010dakali na diamantno bru\u0161enje. Gostota je nizka, obi\u010dajno okoli 1,8\u20132,1 g\/cm\u00b3 za vro\u010de stisnjene razrede, zato so deli lahki. Odpornost proti toplotnim \u0161okom je odli\u010dna, saj se struktura lahko nekoliko zdrsi, raztezanje pa je v uporabnih smereh zmerno.<\/p>\n
Temperaturna odpornost je odvisna od okolja. Na zraku se oksidacija za\u010dne pojavljati pri temperaturah okoli 900\u20131000 \u00b0C. V du\u0161iku, argonu ali vakuumu lahko vrste brez veziv dose\u017eejo precej vi\u0161je temperature \u2013 v mnogih postopkih v pe\u010deh in taljenju tudi precej nad 1800 \u00b0C, piroliti\u010dni BN pa se rutinsko uporablja pri zahtevnih vakuumskih postopkih.<\/p>\n
Prav tu spletni podatkovni listi povzro\u010dajo ljudem te\u017eave.<\/p>\n
Vro\u010de stisnjen BN je obi\u010dajna trdna snov. Prah se pri visoki temperaturi stisne v polizdelke, ki se nato obdelajo. Pri nekaterih vrstah se kot vezivo uporablja borov oksid ali kalcijev borat. Te vrste je la\u017eje zgo\u0161\u010diti in so cenej\u0161e, vendar vlaga in nekatere kemikalije napadajo vezivo. Sorte brez veziva ali z difuzijsko vezavo so dra\u017eje in bolje obdelujejo taline, ki so ob\u010dutljive na \u010distost. Lastnosti so tudi anizotropne: toplotna prevodnost in trdnost se lahko razlikujeta vzporedno in pravokotno na smer stiskanja. \u010ce ne upo\u0161tevate usmerjenosti, se lahko \u201cdober\u201d del \u0161e vedno razpo\u010di ali pregreje v napa\u010dni osi.<\/p>\n
Piroliti\u010dni BN, ali PBN, je povsem druga zgodba. Pridobiva se s kemijskim nana\u0161anjem iz pare, ne pa s stiskanjem. \u010cistost lahko presega 99,99%. Gostota je blizu teoreti\u010dni. Izpu\u0161\u010danje plinov je izredno nizko. Toplotna prevodnost v ravnini lahko dose\u017ee 150\u2013220 W\/m\u00b7K, medtem ko prevodnost skozi debelino pade na nekaj vatov. Ta anizotropija je prednost pri izdelavi \u010dolnov, oblog in MBE-opreme. Ni pa prednost, \u010de potrebujete debel, poceni in enostavno obdelujo\u010d blok. PBN je namenjen visoko\u010distim, tankostenskim in vakuumsko kriti\u010dnim delom.<\/p>\n
Pra\u0161ki in premazi opravljajo veliko tihega dela. BN-premazi na matricah, kalupih, \u017elebih in varilnih pripomo\u010dkih prepre\u010dujejo, da bi se kovina prijemala. V plasti\u010dnih masah in toplotnih podlogah plo\u0161\u010dasti BN pove\u010da prevodnost, ne da bi zmes spremenil v prevodnik. Kompozitne razli\u010dice \u2013 BN s silicijevim karbidom ali drugimi keramikami \u2013 se uporabljajo, kadar potrebujete ve\u010djo odpornost proti obrabi, kot jo lahko zagotovi \u010disti BN. Tipi\u010dni primer so materiali tipa ZSBN: \u0161e vedno imajo mazalne lastnosti in so toplotno koristni, vendar so bolj trdni pri drsnem stiku.<\/p>\n
Obdelava kovin in stekla je o\u010ditno podro\u010dje uporabe. Talilni lonci, korita, deli za litje, za\u0161\u010dita termoelementov in premazi za lo\u010devanje se vsi opirajo na povr\u0161ino, ki ne privla\u010di teko\u010din. Pri delu s polprevodniki in v vakuumu se uporabljajo PBN-\u010dolni, nosilci grelcev in oprema za komore, saj je onesna\u017eenje z ogljikom nesprejemljivo, izolacija pa je pomembna tudi pri visokih temperaturah. Proizvajalci pe\u010di cenijo BN-priprave, nastavljive elemente in izolatorje, saj se ti deli enostavno obdelujejo in so odporni na ponavljajo\u010de se cikle. V elektroniki se BN uporablja kot polnilni material, kadar mora ohi\u0161je ali podlaga odvajati toploto in hkrati ohranjati dielektri\u010dne lastnosti.<\/p>\n
Videl sem, da preprosta sprememba premaza prinese ve\u010dje koristi kot nadgradnja materiala. Grafitna matrica, ki je pri vsakem udarcu pu\u0161\u010dala sledi, se z ustreznim lo\u010dilnim slojem BN lahko spremeni v proizvodno orodje. Kovinska priprava, ki se je privarila na aluminij, lahko zdr\u017ei celo izmeno namesto le ene ure. To ni teorija. Prav zato si vzdr\u017eevalne ekipe ta material zapomnijo.<\/p>\n
Keramika iz borovega nitrida ni keramika, odporna proti obrabi v smislu aluminijevega oksida ali silicijevega karbida. Je relativno mehka. \u010ce gre za obrabo z muljem ali trden drsni stik, uporabite kompozit ali izberite drug material. Vezivni razredi se lahko hidratirajo. \u010ce del, vezan z B\u2082O\u2083, pustite v vla\u017enem skladi\u0161\u010du, lahko pride do pra\u0161enja ali izgube trdnosti. Oksidacija na zraku je resni\u010dna; ne predpisujte BN za dalj\u0161e izpostavljanje odprtemu ognju samo zato, ker so bili podatki za inertno atmosfero videti impresivni. PBN-ja tudi ne obravnavajte kot vro\u010de stisnjen material. Prepla\u010dali boste in \u0161e vedno ne boste dobili \u017eelene oblike.<\/p>\n
Druga napaka je uporaba BN-keramike zgolj zato, ker je nekdo omenil \u201cvisokotemperaturno keramiko\u201d. Aluminijev oksid, silicijev nitrid in silicijev karbid so vsak na svojem podro\u010dju najbolj\u0161i. BN je najbolj\u0161a izbira, kadar potrebujete izolacijo in hkrati razporeditev toplote, lastnosti, ki prepre\u010dujejo omo\u010denje, ali pa del, ki ga je mogo\u010de obdelati po stiskanju.<\/p>\n
Najprej navedite obliko: prah, prevleka, vro\u010de stiskanje, kompozit ali PBN. Nato navedite atmosfero, najvi\u0161jo temperaturo in kemijsko sestavo. \u010ce gre za taljeno kovino, navedite, za katero kovino gre. \u010ce gre za vakuum, vpra\u0161ajte o vsebnosti veziva in izpu\u0161\u010danju plinov. \u010ce je del obdelan iz polizdelka, vpra\u0161ajte o smeri stiskanja. \u010ce gre za premaz, vpra\u0161ajte o sistemu veziva, debelini filma in intervalu ponovnega nana\u0161anja.<\/p>\n
Borov nitrid ni \u010dude\u017eni prah in ni nadomestek za vsak ognjevzdr\u017een material. Je material, po katerem pose\u017eete, kadar je grafit preve\u010d umazan ali preve\u010d prevoden, ter kadar se obi\u010dajna oksidna keramika navla\u017ei, zlepi ali je ni mogo\u010de pravo\u010dasno obdelati. \u010ce izberete pravo kakovost, se zdi skoraj preve\u010d enostavno. \u010ce pa se zmotite, boste prepri\u010dani, da je tehni\u010dni list lagal. Verjetno pa to ni res. Uporaba je preprosto potrebovala bolj ustrezno izbiro.<\/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\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/333"}],"collection":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=333"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/333\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":334,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/333\/revisions\/334"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=333"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=333"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=333"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}