Bor Nitrür Seramik ve Birçok Uygulaması |

İşlenebilir bor nitrür seramik, elektrik yalıtımı ve termal iletkenliğin yanı sıra olağanüstü mukavemet ve aşınma direnci ararken ideal bir malzeme seçimidir - bu da onu kesici takımlar için uygun hale getirir.

Altıgen bor nitrür, çeşitli düzlem içi bükülme açıları sergileyen katmanlara sahip soğan benzeri bir yapıya sahiptir ve bu malzemeyi mevcut en sert malzemelerden biri haline getirir.

Özellikler

Bor nitrür seramikler, olağanüstü aşınma direnci ve korozyon direnci özelliklerine sahip sert, güçlü, aşınmaya dayanıklı ve korozyona dirençli malzemelerdir. Çok yüksek sıcaklıklara ve radyasyona maruz kalmaya dayanabilen dayanıklı malzemeler olarak bor nitrür seramikler, nükleer reaktörlerde ve havacılık uygulamalarında kullanım için ideal malzemelerdir. Olağanüstü yağlama özellikleri, düşük sürtünme seviyelerinin diğer metalleri keserken veya taşlarken metallerin daha düzgün kesilmesine yardımcı olduğu imalat kullanımı için de uygun hale getirir.

Altıgen Bor Nitrür (h-BN), grafitin altıgen katmanlarına benzer analog bir yapıya sahip, bor ve nitrojen atomlarının güçlü kovalent bağlarla bağlanarak altıgen katmanlar üzerinde altıgen olarak düzenlenmiş altıgen yapılar içeren altıgen katmanlar oluşturduğu, diğer mühendislik seramiklerinde bulunmayan benzersiz özellikler ve karakteristikler yaratan önemli bir mühendislik seramiğidir.

H-BN aşırı şok ve strese iyi dayanır, bu da onu alüminyum, nadir topraklar, seramikler ve diğer metallerin metalürjisinde pota malzemesi olarak kullanım için ideal hale getirir. Ayrıca, sıvı metal ile reaktif olmadan kalırken karbon korozyonuna yenik düşmeden yüksek basınç ve sıcaklığa dayanabilir. Ayrıca, bu malzeme h-BN'yi endüstriyel ekipmanı kaplamak veya kaplamak için kullanılan yüksek performanslı kaplamalar üretmek için mükemmel bir aday haline getirir.

h-BN, standart yüksek hız çeliği kesme takımları ve gerektiğinde karbür veya elmas takımlar kullanılarak kolayca işlenebilir. Karmaşık şekillerin ve detayların nispeten kolay bir şekilde elde edilmesini sağladığından, h-BN'yi diğer seramik malzeme türleriyle aksi takdirde imkansız olan uygulamalar için ideal hale getirir.

Kübik bor nitrür (c-BN), grafitten sentetik elmas oluşturulmasına benzer şekilde, altıgen h-BN'nin yüksek basınç ve sıcaklık altında preslenmesiyle elde edilir. Bununla birlikte, elmasın aksine, c-BN düşük erime noktalarına ve aşındırıcılığa sahiptir, bu da onu mükemmel çizilme ve aşınma direncine sahip sert kaplamalar üretmek için uygun hale getirir.

Bor nitrürün lonsdaleit modifikasyonu, bilinen en sert malzemelerden biri olarak diğer modifikasyonlardan ayrılır. Olağanüstü özellikleri ve dünyanın en sert malzemesi olarak c-BN'yi bile geçme potansiyeli ile benzersiz özellikleri, yeni endüstriyel uygulamalara yol açabilecek yüksek performanslı seramik malzemelerde yeni araştırma yolları açmıştır; ancak, sınırlı ticari kullanılabilirliği nedeniyle lonsdaleite şu anda yeterince kullanılmamaktadır.

Uygulamalar

Termal, kimyasal, elektriksel aşınma ve kırılma direncine sahip bor nitrür seramikler, onları birçok uygulama için ideal hale getirir. Düşük dielektrik sabiti ve yüksek sıcaklıklara dayanabilen son derece dayanıklı özellikleriyle hafif olmaları - soğutma gerektiren güç elektroniğinde kullanım için mükemmel seçimlerdir - ve havacılık ve uzay endüstrisinde kullanılan kesme ve taşlama aletlerinin üretiminde popüler olarak kullanılmalarını sağlayan güç ve dayanıklılıkları.

Altıgen Bor Nitrür (h-BN) en yaygın olarak bulunan dökme seramik malzemelerden biridir. Bu kristal bileşik grafite benzer kristal yapıları paylaşır; ancak altıgen Bor Nitrür grafitten önemli ölçüde daha serttir ve yüksek sıcaklıklara dayanabilmesinin yanı sıra biyouyumludur - bu da onu dental uygulamalar için mükemmel bir seçenek haline getirir.

Olağanüstü termal kararlılığı ve kimyasal inertliği nedeniyle, h-BN genellikle diğer malzemelere karşı korozyon önleyici bir kalkan olarak kullanılır. H-BN, alüminyum, magnezyum ve çinko alaşımları gibi erimiş metallerden ve eritme işlemleri sırasında üretilen cüruftan su emilimini önleyebilir ve bu tür ortamlara maruz kalan bileşenler için kapsamlı koruma sağlar.

H-BN, bu maddelerle temas eden seramiklere cam, tuzlar ve çoğu erimiş metale karşı tavizsiz koruma sağlar - kimyasal saldırılardan bahsetmiyorum bile - rakipsiz koruma. Ayrıca, kimyasal saldırılara karşı dirençli olması onu zorlu endüstriyel ortamlar için uygun hale getirir.

İstenilen özelliklerinin yanı sıra, h-BN'nin işlenmesi kolaydır. Sıkı toleranslara sahip karmaşık geometriler, soğutucu veya yağlayıcı kullanmadan hızlı bir şekilde oluşturulabilir - bu da yüksek doğruluk ve tekrarlanabilirliğe sahip parçaların oluşturulmasını kolaylaştırır.

Alümina veya zirkonya gibi geleneksel seramik malzemelerin karmaşık şekillerde işlenmesi zor olabilir. H-BN malzemesi bu diğer malzemelere göre daha yüksek hızlarda işlenebilme avantajına sahiptir ve bu nedenle yüksek performanslı uygulamalar için daha uygundur.

Üretim

Bor nitrür parçalar tipik olarak malzemenin yüksek sıcaklıklarda ve basınçlarda sıcak preslenmesiyle oluşturulur ve homojen yoğunluğa sahip yoğun yapılar oluşturur. Alternatif olarak, parçalar bu malzemenin katı bloklarından işlenebilir. Hangi üretim yöntemi kullanılırsa kullanılsın, tüm bor nitrür bileşenleri uygulamalara yerleştirilmeden önce görsel kusurlar, kimyasal bileşim ve fiziksel özellikler açısından kontrol edilmelidir.

Bor Nitrür Seramik Malzeme, korozyona ve diğer zorlu ortamlara karşı oldukça dirençli, son derece esnek işlenebilir bir seramik malzemedir. Ayrıca, reaktif olmaması onu yüksek sıcaklık kararlılığı gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir; ayrıca cam, tuzlar veya çoğu metalle reaksiyona girmez, bu da onu vakum bazlı kullanım için uygun hale getirir.

BN çok sayıda uygulamaya sahiptir ve yüksek sıcaklık performansı ve aşınmaya dayanıklı aşındırıcılar ve kesme malzemeleri için sinterlenmiş bor nitrürden ekstrüzyon aletleri için aşınmaya dayanıklı kübik bor nitrür aşınma direnci malzemeleri ve kaplamalarına, metal şekillendirme ve tel çekme işlemleri için ayırıcı maddeler olarak kullanıma, ekstrüzyon aletlerinde kullanılan kaplamalara, metal şekillendirme veya tel çekme işlemleri sırasında kullanılan ayırıcı maddelerin yanı sıra termal şok direnci özellikleri ve elektriksel yalıtım özellikleri nedeniyle yüksek güçlü elektronik bileşenler için uygun bir malzeme seçimi haline getiren çeşitli formlarda bulunabilir.

Altıgen bor nitrürün kristal yapısı grafitinkine benzer ve aynı performans avantajlarının çoğunu sağlar. Beyaz grafit olarak da adlandırılan altıgen bor nitrür, mükemmel termal stabilite, elektriksel özellikler ve ısı yayma kabiliyetleri sağlarken hem sert hem de aşınmaya dayanıklıdır - bu nitelikler onu birçok endüstriyel uygulamada kullanışlı kılar.

Pirolitik Bor Nitrür (PBN), Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) yoluyla üretilen ultra yüksek saflıkta katı bir bor nitrürdür. Adından da anlaşılacağı gibi, PBN üstün yüksek sıcaklık performansının yanı sıra mekanik mukavemet sunar ve Hall Effect iticilerde kullanılabilecek ince tabakaların yanı sıra refrakter ve yarı iletken uygulamalarında kullanılmak üzere tasarlanmış özel şekiller haline getirilebilir.

Altıgen bor nitrür hassas toleranslarla işlenebilir, bu da onu karmaşık geometriler içeren uygulamalar için mükemmel bir malzeme seçimi haline getirir. Precision Ceramics'in ekibi bu çok yönlü malzemeyle çalışma konusunda kapsamlı deneyime sahiptir ve tüm gereksinimlerinizi karşılayacak bileşenlerin tasarlanmasına yardımcı olabilir. Üretim sırasında yalnızca yüksek kaliteli bor nitrür parçaları almanızı garanti etmek için kalite testlerimiz, sırasıyla saflığını, kristal yapısını ve kimyasal bileşimini doğrulayan X-ışını kırınımı ve Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopi testlerini içerir.

İşleme

Bor nitrürün kendine özgü fiziksel özellikleri, onu çok sayıda endüstriyel uygulamada kullanım için mükemmel olan olağanüstü bir seramik malzeme haline getirmektedir. Sinterlenmiş BN bileşenlerinden kübik bor nitrür (cBN) aşınmaya dayanıklı aşındırıcılara ve kesme malzemelerine kadar bu sentetik teknik seramik, üstün kimyasal stabilite ve mekanik mukavemetin yanı sıra çok yönlü kullanım için olağanüstü termal özelliklere sahiptir.

Bor nitrür, iyi mikrodalga şeffaflığı ve ıslak direnci nedeniyle eritme halkaları, izolatörler ve nozullar gibi fırın bileşenleri için ideal bir malzemedir ve sıvı metaller veya erimiş cüruflarla temas eden yüzeylerin sızdırmazlığı için uygun hale getirir. Ayrıca, mükemmel mikrodalga şeffaflığı ve ıslak direnci, onu refrakter bileşenler olarak kullanım için uygun hale getirir.

Düşük termal genleşme katsayısı nedeniyle BN, geniş bir sıcaklık aralığında oldukça kararlıdır ve sıcaklıktaki ani artış ve düşüşlerden önemli ölçüde etkilenmez. Bu, diğer malzemelerin hızla çatlayacağı veya ayrışacağı zorlu ortamlarda bozulmadan yüksek sıcaklıklara dayanmasını sağlar.

BN, termal performansını daha da artıran son derece düşük bir termal kütleye sahiptir. Düşük termal genleşme ve oksidasyon direnci özellikleri ile birleştiğinde, bu BN'yi yüksek sıcaklık uygulamaları için mükemmel bir malzeme seçimi haline getirir; nikel ve kobalt muadillerinden daha fazla!

Bir toz olarak BN'nin standart yüksek hız çeliği kesme takımlarıyla işlenmesi kolaydır. Karbür uçlu takımlar daha zorlu bor nitrür kaliteleri (Titanyum Nitrür veya ZSBN) için uygun olabilirken, elmas takımlar çok sert kaliteler (ZSBN) için uygun olabilir.

Altıgen bor nitrür (hBN), aşındırıcılar veya su jetleri kullanılarak kuru taşlama ile kolayca frezelenerek şekillendirilebilir, bu da onu karmaşık şekillerin hassas bir şekilde işlenmesi için uygun hale getirir. Ayrıca, birçok seramik malzemenin aksine, bor nitrür minimum termal genleşme gösterir, bu nedenle frezeleme işlemleri sırasında kesme hızları sabit kalır.

Sinterlenmiş bor nitrür, gelişmiş özellikler elde etmek için oksitler ve karbürlerle güçlendirilebilir. Borosilikat cam matris içinde yumuşak BN plakaları arasında eşit olarak dağılmış sert ZrO2 parçacıklarından oluşan bu tür bir malzeme olan ZSBN, ıslaklık direnci için oksitler ve karbürlerle takviyeden büyük fayda sağlar ve bu da onu sürekli döküm kırılma halkaları ve hafif metal eriyikleri için uygun metal atomize nozullar için uygun hale getirir.