Bor nitrürnitrojen ve bor atomlarından oluşan bir kristaldir. Kimyasal bileşimi %43,6 bor ve %56,4 nitrojenden oluşur ve dört farklı çeşidi vardır: HBN, RBN, CBN ve WBN. CBN genellikle sfalerit yapıya ve iyi termal iletkenliğe sahip siyah, kahverengi veya koyu kırmızı bir kristaldir. Sertlik elmastan sonra ikinci sırada gelir ve genellikle takım malzemeleri ve aşındırıcılar olarak kullanılan süper sert bir malzemedir. BN kimyasal saldırılara karşı dayanıklıdır ve inorganik asitler ve su tarafından aşınmaz. Bor nitrojen bağı sıcak konsantre alkalide kırılır. Oksidasyon havada 1200 derecede başlar. Ayrışma vakumda yaklaşık 2700 derecede başlar. Yanan asitte az çözünür, soğuk suda çözünmez, bağıl yoğunluk 2.29. Basınç dayanımı 170Mpa'dır. Maksimum çalışma sıcaklığı oksitleyici bir atmosferde 900 derece ve aktif olmayan indirgeyici bir atmosferde 2800 derecedir, ancak oda sıcaklığında yağlama performansı zayıftır. BN'nin çoğu özelliği karbon malzemelerden daha iyidir. HBN için: düşük sürtünme katsayısı, iyi yüksek-sıcaklık kararlılığı, iyi ısı şoku direnci, yüksek mukavemet, yüksek termal iletkenlik, düşük genleşme katsayısı, yüksek direnç, korozyon direnci, mikrodalga veya kızılötesi iletim.
|
Kimyasal Formül |
BN |
|
Tam Kütle |
25 |
|
Molekül Ağırlığı |
25 |
|
m/z |
25 (100.0%), 24 (24.8%) |
|
Element Analizi |
B, 43.56; N, 56.44 |
|
|
|
|
Malzeme özellikleri
CBN genellikle sfalerit yapıya ve iyi termal iletkenliğe sahip siyah, kahverengi veya koyu kırmızı bir kristaldir. Sertlik elmastan sonra ikinci sırada yer alan elmas, genellikle alet malzemesi ve aşındırıcı olarak kullanılan süper sert bir malzemedir.
Bor nitrürKimyasal dirence sahiptir ve inorganik asitler ve su tarafından aşınmaz. Bor nitrojen bağı sıcak konsantre alkalide kırılır. 1200 derecenin üzerindeki havada oksidasyon başlar. Ayrışma vakum altında 2700 derece civarında başlar. Sıcak asitte az çözünür, soğuk suda çözünmez, bağıl yoğunluğu 2,29'dur. Su ile kaynatıldığında hidroliz çok yavaştır ve az miktarda borik asit ve amonyak üretilir. Oda sıcaklığında zayıf asitler ve kuvvetli bazlarla reaksiyona girmez ve sıcak asitlerde az çözünür. Yalnızca erimiş potasyum hidroksit ile işlendiğinde ayrışabilir ve klor bununla yalnızca kızgın koşullar altında reaksiyona girebilir.
Basınç dayanımı 170 MPa'dır. Oksitleyici atmosfer altında maksimum çalışma sıcaklığı 900 derece olup, reaktif olmayan indirgeyici atmosfer altında 2800 dereceye ulaşabilir, ancak oda sıcaklığında yağlama performansı zayıftır. BN'nin özelliklerinin çoğu karbon malzemelerden üstündür. HBN için: düşük sürtünme katsayısı, iyi yüksek-sıcaklık kararlılığı, iyi termal şok direnci, yüksek mukavemet, yüksek termal iletkenlik, düşük genleşme katsayısı, yüksek elektrik direnci, korozyon direnci, mikrodalga veya kızılötesi şeffaflık.
Malzeme yapısı
BN altıgen kristal sistemi, en yaygın olarak grafit kafes, aynı zamanda amorf varyantlara da sahiptir. Altıgen kristal formuna ek olarak BN'nin, r-BN, c-BN ve w-BN dahil olmak üzere başka kristal formları da vardır. İnsanlar grafit inceliğine benzeyen iki-boyutlu BN kristallerini bile keşfettiler.
Yaygın olarak üretilenbor nitrürGenellikle beyaz grafit olarak bilinen grafit tipi bir yapıya sahiptir. Bir diğer türü ise grafitin elmasa dönüşme prensibine benzeyen elmas türüdür. Grafit tipi BN, yüksek sıcaklıkta (1800 derece) ve yüksek basınçta (8000Mpa) [5-18GPa] elmas tipi BN'ye dönüştürülebilir. Matkap uçları, taşlama takımları ve kesici takımların yapımında kullanılan yeni bir tür yüksek sıcaklığa dayanıklı süper sert malzemedir.
Hazırlama yöntemi
1957'de Wentorf ilk olarak kübik BN'yi yapay olarak sentezledi. Sıcaklık 1700 dereceye yaklaştığında veya aştığında ve minimum basınç 11-12GPa olduğunda saf HBN doğrudan CBN'ye dönüşür. Daha sonra katalizör kullanımının geçiş sıcaklığını ve basıncını önemli ölçüde azaltabileceği keşfedildi. Yaygın olarak kullanılan katalizörler arasında alkali ve alkalin toprak metalleri, alkali ve alkalin toprak nitrürler, alkalin toprak floronitritler, amonyum borat tuzları ve inorganik florürler bulunur. Amonyum boratın katalizör olarak kullanılması için gereken sıcaklık ve basınç, 1500 derecede 5GPa basınç ve 6GPa'da 600-700 derece sıcaklık aralığı ile en düşük değerlerdir. Buradan, katalizör eklenmesinin dönüşüm sıcaklığını ve basıncını büyük ölçüde azaltabilmesine rağmen gerekli sıcaklık ve basıncın hala nispeten yüksek olduğu görülebilir. Bu nedenle, hazırlanmasına yönelik ekipman karmaşıktır, maliyeti yüksektir ve endüstriyel uygulaması sınırlıdır.
1979'da Sokolowski, düşük sıcaklık ve düşük basınçta darbeli plazma teknolojisini kullanarak CBN filmlerini başarıyla hazırladı. Kullanılan ekipmanın basit olması ve prosesin uygulanmasının kolay olması hızlı bir gelişmeye yol açmıştır. Birçok buhar biriktirme yöntemi ortaya çıkmıştır. Geleneksel olarak, esas olarak termokimyasal buhar biriktirmeyi ifade eder. Deney düzeneği genellikle ısıya-dirençli kuvars tüpler ve ısıtma cihazlarından oluşur. Substrat, bir ısıtma fırını (sıcak duvarlı CVD) veya yüksek-frekanslı indüksiyonlu ısıtma (soğuk duvarlı CVD) ile ısıtılabilir. Reaksiyon gazı, yüksek- sıcaklıktaki alt tabakanın yüzeyinde ayrışır ve bir film biriktirmek için kimyasal reaksiyona girer. Reaksiyon gazı BCl3 veya B2H6 ve NH3'ün bir karışımıdır.
Bu yöntem, bir otoklav içindeki yüksek-sıcaklık ve yüksek-basınçlı reaksiyon ortamında reaksiyon ortamı olarak suyu kullanır ve genellikle çözünmeyen veya çözülmesi zor olan maddelerin çözülmesine olanak tanır. Reaksiyon aynı zamanda yeniden kristalleşmeye de uğrayabilir. Hidrotermal teknolojinin iki özelliği vardır: birincisi nispeten düşük bir sıcaklığa sahiptir ve ikincisi, bileşenlerin buharlaşmasını önlemek için kapalı bir kapta gerçekleştirilir. Düşük-sıcaklık ve düşük-basınçlı bir sentez yöntemi olarak, düşük sıcaklıklarda kübik BN'yi sentezlemek için kullanılır.
Düşük sıcaklıktaki-nano malzemeleri sentezlemek için yakın zamanda ortaya çıkan bir yöntem olarak benzen termal sentezi geniş çapta ilgi görmüştür. Kararlı konjuge yapısı nedeniyle benzen, solvotermal sentez için mükemmel bir çözücüdür ve reaksiyon denkleminde gösterildiği gibi yakın zamanda başarılı bir şekilde benzen termal sentez tekniği olarak geliştirilmiştir:
BCl3 + Li3N → BN + 3LiCl
Veya BBr3+Li3N → BN+3LiBr
Reaksiyon sıcaklığı yalnızca 450 derecedir ve benzen termal sentez teknolojisi, yalnızca aşırı koşullar altında ve nispeten düşük sıcaklık ve basınçlarda ultra-yüksek basınç altında var olabilecek yarı kararlı bir faz hazırlayabilir. Bu yöntem, kübik malzemelerin düşük-sıcaklıkta ve düşük-basınçta hazırlanmasına olanak tanırbor nitrür. Ancak bu yöntem henüz deneysel araştırma aşamasındadır ve uygulama potansiyeli büyük olan sentetik bir yöntemdir.
Kendi kendine yayılan teknoloji
Yüksek ekzotermik kimyasal reaksiyonları tetiklemek için harici enerjiden faydalanan sistem, bir kimyasal reaksiyon cephesi (yanma dalgası) oluşturmak için lokal reaksiyonlara girer. Kimyasal reaksiyon, kendi ısı salınımının desteğiyle hızla ilerler ve yanma dalgası tüm sisteme yayılır. Bu yöntem geleneksel bir inorganik sentez yöntemi olmasına rağmen, BN sentezi için ancak son yıllarda rapor edilmiştir.
İyon ışını püskürtme teknolojisi
Parçacık ışın püskürtmeli biriktirme teknolojisi kullanılarak kübik BN ve altıgen BN'den oluşan karışık bir ürün elde edilir. Bu yöntemin daha az safsızlığı olmasına rağmen, reaksiyon koşullarının kontrol edilmesindeki zorluk nedeniyle ürünün morfolojisinin kontrol edilmesi zordur. Bu yöntemle ilgili araştırmaların geliştirilmesi için hala büyük bir potansiyel var.
Karbon termal sentez teknolojisi
Bu yöntemde ham madde olarak borik asit, indirgeyici madde olarak karbon ve silisyum karbür yüzeyinde BN nitrürü oluşturmak için amonyak gazı kullanılır. Ortaya çıkan ürün, kompozit malzemelerin hazırlanmasında yüksek saflığa ve mükemmel uygulama değerine sahiptir.
Lazer-kaynaklı azaltma yöntemi
Reaksiyon öncüleri arasında redoks reaksiyonlarını tetiklemek ve BN oluşturmak için B ile N'yi birleştirmek için lazeri harici bir enerji kaynağı olarak kullanmak, ancak bu yöntem aynı zamanda karışık bir faz da üretir.
1. Metal şekillendirme için kalıp ayırıcı maddeler ve metal çekme için yağlayıcılar.
2. Yüksek sıcaklık koşullarında özel elektrolitik ve dirençli malzemeler.
3. Yüksek sıcaklıkta katı yağlayıcılar, ekstrüzyon-aşınma önleyici katkı maddeleri, seramik kompozit malzemeler üretmek için katkı maddeleri, refrakter malzemeler ve özellikle erimiş metal korozyonuna dirençli uygulamalar için antioksidan katkı maddeleri, termal iyileştirme katkı maddeleri ve yüksek-sıcaklığa dayanıklı yalıtım malzemeleri.
4. Transistörler için ısı yalıtımlı kurutucular ve plastik reçineler gibi polimerler için katkı maddeleri.
5. Yüksek-sıcaklık, yüksek-voltaj, yalıtım ve ısı dağıtma bileşenleri olarak kullanılabilen çeşitli şekillerde BN ürünlerine preslenir.
6. Havacılıkta termal koruyucu malzemeler.
7. Bir katalizörün katılımıyla, yüksek-sıcaklık ve yüksek-basınç işlemiyle elmas kadar sert olan kübik BN'ye dönüştürülebilir.
8. Atomik reaktörlerin yapısal malzemeleri.
9. Uçak ve roket motorları için jet nozulları.
10. Yüksek-voltaj, yüksek-frekanslı elektrik ve plazma arkları için izolatörler.
11. Nötron radyasyonunu önleyen ambalaj malzemeleri.
12. Jeolojik keşif ve petrol sondajı için-yüksek hızlı kesme aletleri ve matkap uçları yapımında kullanılabilen, BN'den işlenmiş süper sert bir malzeme.
Sadece Geleneksel Siber ve Göçmenlik Firması Değil
13. Metalurjide sürekli çelik döküm için kullanılan ayırma halkaları, amorf demir için akış yarıkları ve sürekli döküm alüminyum için ayırıcı maddeler (çeşitli optik cam ayırıcı maddeler).
14. Çeşitli kapasitör filmi alüminyum kaplama, katot ışın tüpü alüminyum kaplama, ekran alüminyum kaplama vb. için buharlaştırma tekneleri yapın.
15. Çeşitli taze-saklama alüminyum kaplamalı ambalaj poşetleri vb.
16. Çeşitli lazer-sahteciliğe karşı alüminyum kaplama, ticari marka sıcak damgalama malzemeleri, çeşitli sigara etiketleri, bira etiketleri, ambalaj kutuları, sigara ambalaj kutuları alüminyum kaplama vb.
17. Toksik olmayan,-kayganlaştırıcı ve parlak olan kozmetikler ruj için dolgu maddesi olarak kullanılır.
Bor nitrür100 yılı aşkın bir süre önce piyasaya sürüldü ve ilk uygulaması yüksek-sıcaklık yağlayıcısı olarak altıgen BN'ydi. Yapısı ve özellikleri grafite çok benzer ve aynı zamanda saf beyazdır, bu nedenle yaygın olarak "beyaz grafit" olarak bilinir.
BN seramikleri 1842 gibi erken bir tarihte keşfedilmiştir. İkinci Dünya Savaşı'ndan bu yana yurt dışında BN malzemeleri üzerine kapsamlı araştırmalar yürütülmüştür ve BN sıcak presleme yöntemi 1955 yılına kadar geliştirilmemiştir. American Diamond Company ve United Carbon Company, 1960 yılına kadar 10 tonun üzerinde üretim yaparak üretime giren ilk şirketler oldu.
1957'de RH Wentrof, CBN'yi başarıyla geliştiren ilk kişi oldu. 1969 yılında General Electric Borazon adıyla satmış, 1973 yılında ise Amerika Birleşik Devletleri CBN kesici takım üretimini duyurmuştur.
1975 yılında Japonya, Amerika Birleşik Devletleri'nden teknoloji ithal etti ve ayrıca CBN kesici takımlar hazırladı.
1979'da, düşük sıcaklık ve düşük basınçta daraltılmış c-BN ince filmleri hazırlamak için darbeli plazma teknolojisi ilk kez başarıyla kullanıldı.
1990'ların sonlarında insanlar, çeşitli fiziksel buhar biriktirme (PVD) ve kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemlerini kullanarak c-BN ince filmler hazırlayabildiler.
Çin'de yerel açıdan bakıldığında kalkınma hızlı bir ilerleme kaydetmiştir. BN tozuna ilişkin araştırmalar 1963'te başladı, 1966'da başarılı bir şekilde geliştirildi ve 1967'de üretime sokuldu ve Çin'in{3}}en son teknolojisinde uygulandı.
Bilmeniz Gereken Her Şey
Bor nitrür ne için kullanılır?
Bor Nitrür ürünleri aşağıdaki endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır: Çelik ve dökümhane üretimi. Yüksek-sıcaklıklı fırın imalatı. Mikroelektronik ve yarı iletken endüstrileri.
Bor nitrür cilde iyi gelir mi?
Sentetik bir ürün olarakkimyasal olarak stabildir ve cilt için güvenli ve yumuşak olduğu bilinmektedir. Sıkı bir şekilde kontrol edilen üretim süreci nedeniyle Tokuyama h-BN son derece saftır ve çok az miktarda çözünür bor içerir. Yarı-İlaç İçeriklerine ilişkin 2021 Japon Standartlarına uygundur.
Bor nitrür gıdaları güvenli midir?
Bor Nitrür, PTFE veya Teflon'a gerçek ve sağlıklı bir alternatiftir (NSF gıdayla temasa uygun sertifikalı)Mükemmel yağlama özelliğinden dolayı polimerlerde dolgu maddesi olarak da kullanılabilir.
Bor nitrür elmastan daha mı güçlü?
Olduğu bildirildi18%elmastan daha güçlü. Aksi belirtilmediği sürece, veriler standart hallerindeki malzemeler için verilmiştir (25 derecede [77 derece F], 100 kPa). Mükemmel termal ve kimyasal stabilite nedeniyle bor nitrür seramikleri, yüksek-sıcaklık ekipmanlarında ve metal dökümde kullanılır.
Popüler Etiketler: bor nitrür tozu cas 10043-11-5, tedarikçiler, üreticiler, fabrika, toptan satış, satın al, fiyat, toplu, satılık