Кераміка з нітриду бору та її численні застосування

Кераміка з нітриду бору, що піддається механічній обробці, є ідеальним матеріалом, якщо вам потрібна електроізоляція і теплопровідність, а також виняткова міцність і зносостійкість, що також робить її придатною для виготовлення ріжучих інструментів.

Гексагональний нітрид бору має цибулеподібну структуру з шарами, які мають різні кути скручування в площині, що робить цей матеріал одним з найміцніших з доступних.

Характеристики

Кераміка з нітриду бору - це тверді, міцні, зносостійкі та корозійностійкі матеріали з винятковими характеристиками зносостійкості та корозійної стійкості. Як довговічні матеріали, здатні витримувати дуже високі температури і радіаційний вплив, кераміка з нітриду бору є ідеальним матеріалом для використання в ядерних реакторах і аерокосмічній галузі. Їхні виняткові змащувальні властивості також роблять їх придатними для використання у виробництві, де низький рівень тертя допомагає плавніше різати метали під час різання або шліфування інших металів.

Гексагональний нітрид бору (h-BN) - це важлива інженерна кераміка з аналогічною структурою, подібною до гексагональних шарів графіту, в якій атоми бору та азоту пов'язані міцними ковалентними зв'язками, утворюючи гексагональні шари, що містять гексагональні гексагональні структури, розташовані гексагонально на гексагональних шарах, створюючи унікальні властивості та характеристики, які не зустрічаються серед іншої інженерної кераміки.

H-BN добре витримує екстремальні удари і навантаження, що робить його ідеальним матеріалом для тиглів у металургії алюмінію, рідкоземельних елементів, кераміки та інших металів. Крім того, він витримує високий тиск і температуру, не піддаючись вуглецевій корозії і не вступаючи в реакцію з рідким металом. Крім того, цей матеріал робить h-BN чудовим кандидатом для виробництва високоефективних покриттів, що використовуються для футерування або покриття промислового обладнання.

h-BN можна легко обробляти стандартними ріжучими інструментами зі швидкорізальної сталі та, за необхідності, твердосплавними або алмазними інструментами. Завдяки тому, що h-BN дозволяє відносно легко створювати складні форми та деталі, він є ідеальним матеріалом для застосувань, неможливих для інших типів керамічних матеріалів.

Кубічний нітрид бору (c-BN) виготовляється шляхом пресування гексагонального h-BN під високим тиском і температурою, подібно до того, як синтетичний алмаз утворюється з графіту. Однак, на відміну від алмазу, c-BN має низьку температуру плавлення та абразивність, що робить його придатним для виробництва твердих покриттів з відмінною стійкістю до подряпин та стирання.

Модифікація нітриду бору lonsdaleite вирізняється з-поміж інших модифікацій як один з найтвердіших відомих матеріалів. Завдяки своїм надзвичайним властивостям і потенціалу перевершити навіть c-BN як найтвердіший у світі матеріал, його унікальні властивості відкрили нові шляхи досліджень у галузі високоефективних керамічних матеріалів, які можуть призвести до нових промислових застосувань; однак через свою обмежену комерційну доступність лонсдейліт залишається недостатньо використовуваним на даний момент часу.

Додатки

Кераміка з нітриду бору, що відрізняється стійкістю до термічного, хімічного, електричного зносу та руйнування, робить її ідеальною для багатьох застосувань. Легка, з низькою діелектричною проникністю і високоміцними властивостями, що витримують високі температури - що робить її чудовим вибором для використання в силовій електроніці, яка потребує охолодження - а також її міцність і довговічність роблять її популярною для виготовлення ріжучих і шліфувальних інструментів для аерокосмічної промисловості.

Гексагональний нітрид бору (h-BN) - один з найбільш доступних сипучих керамічних матеріалів. Ця кристалічна сполука має схожу кристалічну структуру з графітом, проте гексагональний нітрид бору значно твердіший за графіт і біосумісний, а також здатний витримувати високі температури, що робить його чудовим варіантом для застосування в стоматології.

Завдяки своїй винятковій термічній стабільності та хімічній інертності h-BN часто використовується як антикорозійний захист від інших матеріалів. H-BN може запобігати поглинанню води розплавленими металами, такими як алюмінієві, магнієві та цинкові сплави, а також шлаками, що утворюються під час плавки, забезпечуючи комплексний захист компонентів, що піддаються впливу таких середовищ.

H-BN забезпечує кераміці, яка контактує з цими речовинами, безкомпромісний захист від скла, солей і більшості розплавлених металів, не кажучи вже про хімічні атаки - неперевершений захист. Крім того, він стійкий до хімічних атак, що робить його придатним для використання в суворих промислових умовах.

Окрім своїх бажаних властивостей, h-BN легко піддається механічній обробці. Складна геометрія з жорсткими допусками може бути створена швидко без використання мастильно-охолоджувальних рідин - це сприяє створенню деталей з високою точністю і повторюваністю.

Традиційні керамічні матеріали, такі як оксид алюмінію або цирконій, важко піддаються обробці у складні форми. Матеріал H-BN має перевагу в тому, що його можна обробляти на більш високих швидкостях, ніж інші матеріали, і тому він більше підходить для високопродуктивних застосувань.

Виробництво

Деталі з нітриду бору зазвичай створюються шляхом гарячого пресування матеріалу при високих температурах і тиску, створюючи щільні структури з рівномірною щільністю. Крім того, деталі можуть бути виготовлені з цільних блоків цього матеріалу. Незалежно від того, який метод виробництва використовується, всі компоненти з нітриду бору повинні бути перевірені на наявність візуальних дефектів, хімічний склад і фізичні властивості, перш ніж вони будуть використані в застосуванні.

Керамічний матеріал нітрид бору - це надзвичайно еластичний керамічний матеріал, що піддається механічній обробці, має високу стійкість до корозії та інших суворих умов навколишнього середовища. Крім того, його нереакційна здатність робить його придатним для застосувань, що вимагають високої температурної стабільності; крім того, він не вступає в реакцію зі склом, солями та більшістю металів, що робить його придатним для використання у вакуумі.

BN має безліч застосувань і може бути знайдений в декількох формах, від спеченого нітриду бору для високотемпературних і зносостійких абразивів і ріжучих матеріалів до зносостійких матеріалів і покриттів з кубічного нітриду бору для екструзійних інструментів, для використання в якості розділових агентів для процесів обробки металів тиском і волочіння дроту, покриттів, що використовуються на екструзійних інструментах, розділових агентів, що використовуються під час операцій обробки металів тиском і волочіння дроту, а також завдяки своїм властивостям стійкості до термічних ударів і електричної ізоляції, що робить його підходящим матеріалом для високопотужних електронних компонентів, оскільки він має стійкість до термічних ударів і електроізоляційні властивості.

Кристалічна структура шестигранного нітриду бору нагадує кристалічну структуру графіту, забезпечуючи багато з тих самих експлуатаційних переваг. Також відомий як білий графіт, гексагональний нітрид бору забезпечує чудову термічну стабільність, електричні властивості та здатність розсіювати тепло, будучи одночасно твердим і стійким до стирання - якості, які роблять його корисним для багатьох промислових застосувань.

Піролітичний нітрид бору (PBN) - це твердий нітрид бору надвисокої чистоти, отриманий методом хімічного осадження з газової фази (CVD). Як випливає з назви, PBN має чудові високотемпературні характеристики, а також механічну міцність і може бути виготовлений у вигляді тонких листів, які можна використовувати в двигунах на основі ефекту Холла, а також нестандартних форм, призначених для застосування у вогнетривких і напівпровідникових виробах.

Шестигранний нітрид бору можна обробляти з точними допусками, що робить його чудовим матеріалом для виробів складної геометрії. Команда Precision Ceramics має великий досвід роботи з цим універсальним матеріалом і може допомогти в розробці компонентів, що відповідають усім вашим вимогам. Щоб гарантувати, що ви отримаєте тільки високоякісні деталі з нітриду бору під час виробництва, наші тести якості включають рентгенівську дифракцію та інфрачервону спектроскопію з перетворенням Фур'є, які перевіряють його чистоту, кристалічну структуру та хімічний склад відповідно.

Обробка

Відмінні фізичні властивості нітриду бору роблять його видатним керамічним матеріалом, що ідеально підходить для використання в багатьох галузях промисловості. Від спечених компонентів BN до зносостійких абразивних і ріжучих матеріалів з кубічного нітриду бору (cBN) - ця синтетична технічна кераміка має чудову хімічну стабільність і механічну міцність, а також виняткові термічні властивості для універсального використання.

Нітрид бору є ідеальним матеріалом для деталей печей, таких як плавильні кільця, ізолятори та сопла, завдяки своїй хорошій мікрохвильовій прозорості та вологостійкості, що робить його придатним для ущільнення поверхонь, які контактують з рідкими металами або розплавленими шлаками. Крім того, відмінна прозорість для мікрохвиль і стійкість до впливу вологи роблять його придатним для використання в якості вогнетривких компонентів.

Завдяки низькому коефіцієнту теплового розширення, BN має високу стабільність у широкому діапазоні температур і не зазнає значного впливу різких перепадів температур. Це дозволяє йому витримувати високі температури, не руйнуючись у суворих умовах, де інші матеріали швидко потріскаються або розкладатимуться.

BN має надзвичайно низьку теплову масу, що ще більше покращує його теплові характеристики. У поєднанні з низьким тепловим розширенням і стійкістю до окислення це робить BN чудовим матеріалом для високотемпературних застосувань; навіть краще, ніж його нікелеві та кобальтові аналоги!

У вигляді порошку BN легко обробляється стандартними ріжучими інструментами зі швидкорізальної сталі. Для більш складних марок нітриду бору (нітрид титану або ZSBN) може підійти інструмент з твердосплавними наконечниками, а для дуже твердих марок (ZSBN) - алмазний інструмент.

Шестигранний нітрид бору (hBN) легко піддається сухому шліфуванню за допомогою абразивів або водяного струменя, що робить його придатним для точної обробки складних форм. Крім того, на відміну від багатьох керамічних матеріалів, нітрид бору має мінімальне теплове розширення, тому швидкість різання залишається незмінною під час фрезерування.

Спечений нітрид бору може бути зміцнений оксидами та карбідами для досягнення покращених властивостей. Один з таких матеріалів, ZSBN, що складається з твердих частинок ZrO2, рівномірно розподілених між м'якими пластинками BN в матриці з боросилікатного скла, значно виграє від зміцнення оксидами і карбідами для підвищення вологостійкості, що робить його придатним для розривних кілець безперервного лиття, а також сопел для розпилення металу, придатних для розплавів легких металів.