氮化硼陶瓷及其多种应用

可加工氮化硼陶瓷是一种理想的材料,不仅具有电绝缘性和导热性,还具有超强的强度和耐磨性,因此也适用于切削工具。

六角氮化硼具有洋葱状结构,各层呈现出不同的平面扭转角,使这种材料成为目前最坚硬的材料之一。

特点

氮化硼陶瓷是一种坚硬、高强度、耐磨和耐腐蚀的材料,具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。氮化硼陶瓷是一种耐用材料,能够承受极高的温度和辐射照射,是核反应堆和航空航天应用的理想材料。此外,氮化硼陶瓷还具有优异的润滑性能,因此也适用于制造领域,在切割或磨削其他金属时,其低摩擦水平有助于更顺畅地切割金属。

六方氮化硼(h-BN)是一种重要的工程陶瓷,其模拟结构类似于石墨的六方层,其中硼原子和氮原子通过强共价键结合形成六方层,六方层上包含六方排列的六方结构,从而创造出其他工程陶瓷所不具备的独特性能和特点。

H-BN 能够很好地承受极端冲击和压力,因此非常适合用作铝、稀土、陶瓷和其他金属冶金中的坩埚材料。此外,它还能承受高压和高温,而不会受到碳腐蚀,同时与液态金属保持无反应。此外,这种材料还使 h-BN 成为生产用于工业设备内衬或涂层的高性能涂层的绝佳候选材料。

h-BN 可以使用标准的高速钢切削工具轻松加工,必要时还可以使用硬质合金或金刚石工具。由于 h-BN 可以比较容易地加工出复杂的形状和细节,因此非常适合其他类型陶瓷材料无法加工的应用。

立方氮化硼(c-BN)是由六角形 h-BN 在高压和高温下压制而成,就像由石墨合成金刚石一样。然而,与金刚石不同的是,立方氮化硼的熔点和磨蚀性都很低,因此适用于生产具有出色抗划痕和耐磨性的硬涂层。

龙氏氮化硼改性材料作为已知最硬的材料之一,在其他改性材料中脱颖而出。它具有非凡的特性,甚至有可能超越 c-BN 成为世界上最硬的材料,其独特的特性为高性能陶瓷材料的研究开辟了新的途径,可能会带来新的工业应用。

应用

氮化硼陶瓷具有耐热性、耐化学性、耐电磨损性和抗断裂性,是许多应用领域的理想材料。氮化硼陶瓷重量轻,介电常数低,具有耐高温的高耐用性,因此非常适合用于需要冷却的电力电子设备,其强度和耐用性也使其广泛用于制造航空航天工业的切割和磨削工具。

六方氮化硼(h-BN)是最广泛使用的块状陶瓷材料之一。这种晶体化合物的晶体结构与石墨相似,但六方氮化硼的硬度明显高于石墨,而且具有生物相容性,能够耐高温,是牙科应用的绝佳选择。

由于具有优异的热稳定性和化学惰性,h-BN 经常被用作其他材料的防腐保护层。H-BN 可以防止铝、镁和锌合金等熔融金属以及冶炼过程中产生的任何熔渣吸水,为暴露在此类环境中的部件提供全面保护。

H-BN 可为与这些物质接触的陶瓷提供无与伦比的保护,使其免受玻璃、盐类和大多数熔融金属的侵蚀,更不用说化学侵蚀了。此外,H-BN 还能抵抗化学侵蚀,因此适用于恶劣的工业环境。

h-BN 不仅具有理想的性能,而且易于加工。无需使用冷却剂或润滑剂,就能快速加工出具有严格公差的复杂几何形状--这有利于加工出具有高精度和高重复性的零件。

氧化铝或氧化锆等传统陶瓷材料可能难以加工成复杂形状。与这些材料相比,H-BN 材料具有加工速度更快的优势,因此更适合高性能应用。

制造业

氮化硼零件通常是通过高温高压热压材料制成的,从而形成密度均匀的致密结构。另外,零件也可以用这种材料的固体块加工而成。无论采用哪种制造方法,所有氮化硼部件在投入应用之前都必须首先检查其外观缺陷、化学成分和物理性能。

氮化硼陶瓷材料是一种韧性极强的可加工陶瓷材料,具有很强的耐腐蚀性和抗其他恶劣环境的能力。此外,氮化硼的非反应性使其适用于需要高温稳定性的应用;另外,氮化硼不会与玻璃、盐或大多数金属发生反应,因此适用于真空环境。

氮化硼应用广泛,有多种形态,从用于高温性能、耐磨磨料和切削材料的烧结氮化硼,到用于挤压工具的耐磨立方氮化硼耐磨材料和涂层,再到用作金属成型和拉丝工艺的脱模剂、用于挤压工具的涂层、在金属成型或拉丝操作过程中使用的脱模剂,以及其抗热震性能和电绝缘性能,使其成为大功率电子元件的合适材料选择。

六方氮化硼的晶体结构与石墨相似,具有许多相同的性能优势。六方氮化硼也被称为白石墨,具有出色的热稳定性、电气性能和散热能力,同时还具有坚硬和耐磨的特性,这些特性使其在许多工业应用中都非常有用。

热解氮化硼(PBN)是一种通过化学气相沉积(CVD)技术生产的超高纯度固体氮化硼。顾名思义,PBN 具有优异的高温性能和机械强度,可制成可用于霍尔效应推进器的薄片,以及用于耐火材料和半导体应用的定制形状。

六角氮化硼可以以精确的公差进行加工,因此是涉及复杂几何形状的应用的绝佳材料选择。Precision Ceramics 团队在使用这种多功能材料方面拥有丰富的经验,可以协助设计满足您所有要求的部件。为了确保您在生产过程中只收到高质量的氮化硼部件,我们的质量检测包括 X 射线衍射和傅立叶变换红外光谱检测,分别验证其纯度、晶体结构和化学成分。

加工

氮化硼的独特物理特性使其成为一种出色的陶瓷材料,非常适合用于各种工业应用。从烧结氮化硼元件到立方氮化硼(cBN)耐磨磨料和切削材料,这种合成技术陶瓷拥有卓越的化学稳定性和机械强度,以及出色的热性能,可用于各种用途。

氮化硼具有良好的微波透明度和耐湿性,因此是熔炉部件(如熔环、绝缘体和喷嘴)的理想材料,适用于与液态金属或熔渣接触的密封面。此外,其出色的微波透明度和耐湿性也使其适合用作耐火材料部件。

由于热膨胀系数低,BN 在很宽的温度范围内都非常稳定,不会受到温度骤升骤降的明显影响。因此,在其他材料会迅速开裂或分解的恶劣环境中,BN 也能承受高温而不降解。

BN 的热质量极低,这进一步提高了其热性能。再加上其低热膨胀性和抗氧化性,BN 成为高温应用的绝佳材料选择,比其镍和钴同类材料更胜一筹!

作为一种粉末,氮化硼可直接使用标准高速钢切削工具进行加工。对于更具挑战性的氮化硼等级(氮化钛或 ZSBN),可使用硬质合金刀尖刀具,而对于硬度极高的等级(ZSBN),则可使用金刚石刀具。

六角氮化硼(hBN)可通过使用磨料或水射流进行干磨,轻松铣削成形,因此适合复杂形状的精密加工。此外,与许多陶瓷材料不同,氮化硼的热膨胀极小,因此在铣削操作过程中切削速度保持稳定。

烧结氮化硼可通过添加氧化物和碳化物来增强性能。ZSBN 就是这样一种材料,它由均匀分布在硼硅玻璃基体中的软氮化硼小板之间的硬 ZrO2 颗粒组成,通过使用氧化物和碳化物进行强化可大大提高耐湿性,使其适用于连铸断裂环以及适用于轻金属熔体的金属雾化喷嘴。

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