Nitrură de boreste un cristal compus din atomi de azot și bor. Compoziția chimică este de 43,6% bor și 56,4% azot, cu patru variante diferite: HBN, RBN, CBN și WBN. CBN este de obicei un cristal negru, maro sau roșu închis, cu o structură de sfalerit și o conductivitate termică bună. Duritatea este a doua după diamant și este un material foarte dur folosit în mod obișnuit ca materiale pentru scule și abrazivi. BN este rezistent la atacul chimic și nu este erodat de acizii anorganici și apă. Legătura de azot de bor este ruptă în alcalii concentrate fierbinți. Oxidarea începe în aer la 1200 de grade. Descompunerea începe la aproximativ 2700 de grade în vid. Puțin solubil în acid de ardere, insolubil în apă rece, densitate relativă 2,29. Rezistența la compresiune este de 170Mpa. Temperatura maximă de funcționare este de 900 de grade într-o atmosferă oxidantă și de 2800 de grade într-o atmosferă reducătoare inactivă, dar performanța de lubrifiere este slabă la temperatura camerei. Cele mai multe proprietăți ale BN sunt mai bune decât materialele de carbon. Pentru HBN: coeficient de frecare scăzut, stabilitate bună la-temperatură ridicată, rezistență bună la șocuri termice, rezistență ridicată, conductivitate termică ridicată, coeficient de expansiune scăzut, rezistivitate ridicată, rezistență la coroziune, transmisie la microunde sau în infraroșu.
|
Formula chimică |
BN |
|
Masa exactă |
25 |
|
Greutate moleculară |
25 |
|
m/z |
25 (100.0%), 24 (24.8%) |
|
Analiza elementară |
B, 43.56; N, 56.44 |
|
|
|
|
Caracteristicile materialelor
CBN este de obicei un cristal negru, maro sau roșu închis, cu o structură de sfalerit și o conductivitate termică bună. Duritatea a doua numai după diamant, este un material foarte dur folosit în mod obișnuit ca material pentru scule și abraziv.
Nitrură de borare rezistență chimică și nu este corodat de acizi anorganici și apă. Legătura de azot de bor este ruptă în alcalii concentrate fierbinți. Oxidarea începe în aer peste 1200 de grade. Descompunerea începe la aproximativ 2700 de grade sub vid. Puțin solubil în acid fierbinte, insolubil în apă rece, cu o densitate relativă de 2,29. Când se fierbe cu apă, hidroliza este foarte lentă, producând o cantitate mică de acid boric și amoniac. Nu reacționează cu acizii slabi și bazele tari la temperatura camerei și este ușor solubil în acizi fierbinți. Se poate descompune numai atunci când este tratat cu hidroxid de potasiu topit, iar clorul poate reacționa cu acesta numai în condiții roșie.
Rezistența la compresiune este de 170 MPa. Temperatura maximă de funcționare în atmosferă oxidantă este de 900 de grade, în timp ce poate ajunge la 2800 de grade în atmosferă reducătoare nereactivă, dar performanța de lubrifiere este slabă la temperatura camerei. Majoritatea proprietăților BN sunt superioare materialelor de carbon. Pentru HBN: coeficient de frecare scăzut, stabilitate bună la temperatură înaltă-, rezistență bună la șoc termic, rezistență ridicată, conductivitate termică ridicată, coeficient de dilatare scăzut, rezistivitate electrică ridicată, rezistență la coroziune, transparență la microunde sau infraroșu.
Structura materialului
Sistemul de cristal hexagonal BN, cel mai frecvent rețea de grafit, are și variante amorfe. În plus față de forma cristalină hexagonală, BN are și alte forme de cristal, inclusiv r-BN, c-BN și w-BN. Oamenii au descoperit chiar și cristale BN bi-dimensionale care seamănă cu grafitul subțire.
Cel produs în mod obișnuitnitrură de borare o structură de tip grafit, cunoscută în mod obișnuit ca grafit alb. Un alt tip este tipul de diamant, care este similar cu principiul transformării grafitului în diamant. Grafitul de tip BN poate fi transformat în diamant de tip BN la temperatură ridicată (1800 grade ) și presiune înaltă (8000Mpa) [5-18GPa]. Este un nou tip de material superdur rezistent la temperaturi înalte, utilizat pentru fabricarea burghiilor, sculelor de șlefuit și a sculelor de tăiere.
Metoda de preparare
În 1957, Wentorf a sintetizat pentru prima dată BN cubic în mod artificial. Când temperatura se apropie sau depășește 1700 de grade și presiunea minimă este de 11-12 GPa, HBN pur se transformă direct în CBN. Ulterior, s-a descoperit că utilizarea catalizatorilor poate reduce semnificativ temperatura și presiunea de tranziție. Catalizatorii utilizați în mod obișnuit includ metale alcaline și alcalino-pământoase, nitruri alcaline și alcalino-pământoase, fluoronitruri alcalino-pământoase, săruri de borat de amoniu și fluoruri anorganice. Temperatura și presiunea necesare pentru utilizarea boratului de amoniu ca catalizator sunt cele mai scăzute, cu o presiune de 5GPa la 1500 de grade și un interval de temperatură de 600-700 de grade la 6GPa. Din aceasta, se poate observa că, deși adăugarea de catalizatori poate reduce foarte mult temperatura și presiunea de transformare, temperatura și presiunea necesare sunt încă relativ ridicate. Prin urmare, echipamentul pentru pregătirea sa este complex, costul este ridicat, iar aplicarea sa industrială este limitată.
În 1979, Sokolowski a pregătit cu succes filme CBN folosind tehnologia cu plasmă pulsată la temperatură scăzută și presiune scăzută. Echipamentul folosit este simplu, iar procesul este ușor de implementat, ceea ce a dus la o dezvoltare rapidă. Au apărut mai multe metode de depunere de vapori. În mod tradițional, se referă în principal la depunerea de vapori termochimici. Configurația experimentală constă în general din tuburi de cuarț-rezistente la căldură și dispozitive de încălzire. Substratul poate fi încălzit fie printr-un cuptor de încălzire (CVD cu perete fierbinte) fie prin încălzire prin inducție de-frecvență înaltă (CVD cu perete rece). Gazul de reacție se descompune pe suprafața substratului cu temperatură înaltă-și suferă o reacție chimică pentru a depune o peliculă. Gazul de reacție este un amestec de BCl3 sau B2H6 și NH3.
Această metodă folosește apă ca mediu de reacție într-un mediu de reacție la-înaltă temperatură și presiune înaltă-în interiorul unei autoclave, permițând dizolvarea substanțelor care sunt de obicei insolubile sau greu de dizolvat. Reacția poate suferi și recristalizare. Tehnologia hidrotermală are două caracteristici: în primul rând, are o temperatură relativ scăzută, iar în al doilea rând, se realizează într-un recipient închis pentru a evita volatilizarea componentelor. Ca metodă de sinteză la temperatură joasă-și presiune joasă-, este utilizată pentru a sintetiza BN cubic la temperaturi scăzute.
Fiind o metodă recentă pentru sinteza nanomaterialelor la temperatură joasă{0}, sinteza termică a benzenului a primit o atenție pe scară largă. Datorită structurii sale stabile conjugate, benzenul este un solvent excelent pentru sinteza solvotermă și a fost recent dezvoltat cu succes într-o tehnică de sinteză termică a benzenului, așa cum se arată în ecuația reacției:
BCl3 + Li3N → BN + 3LiCl
Sau BBr3+Li3N → BN+3LiBr
Temperatura de reacție este de numai 450 de grade, iar tehnologia de sinteză termică a benzenului poate pregăti o fază metastabilă care poate exista doar în condiții extreme și presiune ultra-la temperaturi și presiuni relativ scăzute. Această metodă permite prepararea la temperatură joasă și la presiune joasă-cubicnitrură de bor. Cu toate acestea, această metodă se află încă în stadiul de cercetare experimentală și este o metodă sintetică cu mare potențial de aplicare.
Tehnologia de autopropagare
Prin utilizarea energiei externe pentru a induce reacții chimice extrem de exoterme, sistemul suferă reacții localizate pentru a forma un front de reacție chimică (undă de ardere). Reacția chimică se desfășoară rapid cu sprijinul propriei eliberări de căldură, iar valul de ardere se răspândește în întregul sistem. Deși această metodă este o metodă tradițională de sinteză anorganică, a fost raportată doar în ultimii ani pentru sinteza BN.
Tehnologia de pulverizare cu fascicul de ioni
Folosind tehnologia de depunere prin pulverizare cu fascicul de particule, se obține un produs mixt de BN cubic și BN hexagonal. Deși această metodă are mai puține impurități, morfologia produsului este dificil de controlat din cauza dificultății de a controla condițiile de reacție. Există încă un potențial mare pentru dezvoltarea cercetării asupra acestei metode.
Tehnologia de sinteză termică a carbonului
Această metodă folosește acid boric ca materie primă, carbon ca agent reducător și amoniac gazos pentru a nitrura BN pe suprafața carburii de siliciu. Produsul rezultat are o puritate ridicată și o valoare mare de aplicare pentru prepararea materialelor compozite.
Metoda de reducere{0}}indusă cu laser
Folosind laserul ca sursă externă de energie pentru a induce reacții redox între precursorii de reacție și combinarea B și N pentru a genera BN, dar această metodă produce și o fază mixtă.
1. Agenti de desfacere a mucegaiului pentru formarea metalelor si lubrifianti pentru trefilarea metalelor.
2. Materiale electrolitice și rezistive speciale în condiții de temperatură ridicată.
3. Lubrifianți solizi la temperatură înaltă, aditivi de extrudare anti-uzură, aditivi pentru producerea de materiale compozite ceramice, materiale refractare și aditivi antioxidanți, în special pentru aplicații care rezistă la coroziunea metalului topit, aditivi de îmbunătățire termică și materiale de izolare-rezistente la temperaturi ridicate.
4. Deshidratanți de etanșare termică pentru tranzistori și aditivi pentru polimeri, cum ar fi rășinile plastice.
5. Presate în diferite forme de produse BN, care pot fi folosite ca componente de-temperatură înaltă,-înaltă tensiune, izolație și disipare a căldurii.
6. Materiale de ecranare termică în domeniul aerospațial.
7. Cu participarea unui catalizator, acesta poate fi transformat în BN cubic care este la fel de dur ca diamantul printr-un tratament la temperatură înaltă și la presiune înaltă-.
8. Materiale structurale ale reactoarelor atomice.
9. Duze cu reacție pentru motoare de avioane și rachete.
10. Izolatoare pentru arcuri electrice și cu plasmă de înaltă-tensiune,-frecvență înaltă.
11. Materiale de ambalare care previn radiația neutronică.
12. Un material superdur prelucrat din BN, care poate fi folosit pentru a produce unelte de tăiere-de mare viteză și burghie pentru explorare geologică și foraj petrolier.
Nu doar o firmă tradițională de imigrare și cibernetică
13. Inele de separare utilizate în metalurgie pentru oțelul turnat continuu, fante de curgere pentru fierul amorf și agenți de dezlipire pentru aluminiu turnat continuu (diverși agenți de decuplare a sticlei optice).
14. Faceți bărci de evaporare pentru diferite placare cu aluminiu cu film de condensator, placare cu aluminiu cu tub catodic, placare cu aluminiu pentru afișaj etc.
15. Diverse pungi de ambalare din aluminiu, proaspete, etc.
16. Diverse placare cu aluminiu anti-contrafacere cu laser, materiale de ștanțare la cald mărci comerciale, diverse etichete pentru țigări, etichete de bere, cutii de ambalare, placare cu aluminiu pentru ambalaje de țigări și așa mai departe.
17. Cosmeticele sunt folosite ca umpluturi pentru ruj, care sunt ne-toxice, lubrifiante și lucioase.
Nitrură de bora fost introdus în urmă cu peste 100 de ani, cea mai timpurie aplicație fiind BN hexagonal ca lubrifiant-la temperatură înaltă. Structura și proprietățile sale sunt foarte asemănătoare cu grafitul și este, de asemenea, alb pur, de aceea este cunoscut sub numele de „grafit alb”.
Ceramica BN a fost descoperită încă din 1842. Cercetări ample asupra materialelor BN au fost efectuate în străinătate încă din al Doilea Război Mondial și abia în 1955 a fost dezvoltată metoda de presare la cald BN. American Diamond Company și United Carbon Company au fost primele care au intrat în producție, producând peste 10 tone până în 1960.
În 1957, RH Wentrof a fost primul care a dezvoltat cu succes CBN. În 1969, General Electric a vândut-o sub numele de Borazon, iar în 1973, Statele Unite au anunțat producția de scule de tăiere CBN.
În 1975, Japonia a importat tehnologie din Statele Unite și a pregătit, de asemenea, unelte de tăiere CBN.
În 1979, tehnologia cu plasmă în impulsuri a fost utilizată cu succes pentru prima dată pentru a pregăti filmele subțiri c-BN prăbușite la temperatură scăzută și presiune scăzută.
La sfârșitul anilor 1990, oamenii au putut să pregătească filme subțiri de c-BN folosind diverse metode de depunere fizică în vapori (PVD) și depunere chimică de vapori (CVD).
Din perspectivă internă în China, dezvoltarea a făcut progrese rapide. Cercetările privind pulberea BN au început în 1963, au fost dezvoltate cu succes în 1966 și au fost puse în producție și aplicate în industria și tehnologia de ultimă generație din China în 1967.
Tot ce trebuie să știți
Pentru ce se folosește nitrura de bor?
Produsele cu nitrură de bor sunt utilizate pe scară largă în industrii precum: producția de oțel și turnătorie. Fabricare cuptoare cu temperatură înaltă. Industriile microelectronică și semiconductoare.
Este nitrura de bor bună pentru piele?
Ca produs sintetic,este stabil din punct de vedere chimic și este cunoscut ca fiind sigur și blând pentru piele. Datorită unui proces de fabricație strict controlat, Tokuyama h-BN este extrem de pur, cu foarte puțin bor solubil. Conform standardelor japoneze din 2021 privind ingredientele cvasi-medicamente.
Este nitrura de bor sigură pentru alimente?
Nitrura de bor este o alternativă reală și sănătoasă (certificat NSF pentru contactul alimentar) la PTFE sau teflon, care poate fi folosit și ca umplutură în polimeri datorită proprietăților sale excelente de lubrifiere.
Este nitrura de bor mai puternică decât diamantul?
S-a raportat că este18%mai puternic decât diamantul. Cu excepția cazului în care se menționează altfel, datele sunt date pentru materialele în starea lor standard (la 25 grade [77 grade F], 100 kPa). Datorită stabilității termice și chimice excelente, ceramica cu nitrură de bor este utilizată în echipamentele cu temperatură înaltă-și turnarea metalelor.
Tag-uri populare: pulbere de nitrură de bor cas 10043-11-5, furnizori, producători, fabrică, en-gros, cumpărare, preț, vrac, de vânzare