Šesťuholníkové nitridové aplikácie bóru:keramický BN téglik

Sep 30, 2021

Šesťuholníková BN (h-BN) je najrozšírenejší polymorf. Je to dobré mazivo pri nízkych aj vysokých teplotách (až do 900 °C, dokonca aj v oxidujúcej atmosfére). h-BN mazivo je obzvlášť užitočné, ak by bola problematická elektrická vodivosť alebo chemická reaktivita grafitu (alternatívneho maziva). Ďalšou výhodou h-BN oproti grafitu je, že jeho lubrikantnosť nevyžaduje molekuly vody alebo plynu zachytené medzi vrstvami. Preto môžu byť mazivá h-BN použité aj vo vákuu, napr. vo vesmírnych aplikáciách. Mazacie vlastnosti jemne zrnité h-BN sa používajú v kozmetike, farbách, zubných cementoch a stopách ceruzky.

 

Šesťuholníková BN bola prvýkrát použitá v kozmetike okolo roku 1940 v Japonsku. Kvôli svojej vysokej cene však h-BN bola čoskoro opustená pre túto aplikáciu. Jeho použitie bolo revitalizované koncom 90. rokov optimalizačnými výrobnými procesmi h-BN a v súčasnosti h-BN používajú takmer všetci poprední výrobcovia kozmetických výrobkov pre základy, make-up, očné tiene, červenanie, kohl ceruzky, rúže a iné produkty starostlivosti o pleť.

 

Vďaka vynikajúcej tepelnej a chemickej stabilite sa nitridová keramika bóru tradične používa ako súčasť vysokoteplotného zariadenia. h-BN môže byť súčasťou keramiky, zliatin, živíc, plastov, gumy a iných materiálov, čo im dáva samomazné vlastnosti. Takéto materiály sú vhodné na konštrukciu napr. ložísk a na výrobu ocele. Plasty naplnené BN majú menšiu tepelnú expanziu, ako aj vyššiu tepelnú vodivosť a elektrický odpor. Vďaka svojim vynikajúcim dielektrickým a tepelným vlastnostiam sa BN používa v elektronike napr. ako substrát pre polovodiče, mikrovlnné priehľadné okná a ako konštrukčný materiál pre tesnenia. Môže byť tiež použitý ako dielektrický v odporových spomienkach s náhodným prístupom.

 

Šesťuholníková BN sa používa v xerografickom procese a laserových tlačiarňach ako bariérová vrstva úniku náboja fotografického bubna. V automobilovom priemysle sa h-BN zmiešaná s spojivom (oxid bóru) používa na utesnenie snímačov kyslíka, ktoré poskytujú spätnú väzbu na nastavenie prietoku paliva. Spojivo využíva jedinečnú teplotnú stabilitu a izolačné vlastnosti h-BN.

 

Diely môžu byť vyrobené lisovaním za tepla zo štyroch komerčných stupňov h-BN. Trieda HBN obsahuje spojivo oxidu bóru; je použiteľný až do 550 –850 °C v oxidujúcej atmosfére a až do 1600 °C vo vákuu, ale vzhľadom na obsah oxidu bóru je citlivý na vodu. Stupeň HBR používa spojivo vápenatého a je použiteľný pri teplote 1600 °C. Triedy HBC a HBT neobsahujú spojivo a môžu sa používať až do 3000 °C.

 

Nanozisy nitridu bóru (h-BN) môžu byť uložené katalytickým rozkladom borazínu pri teplote ~1100 °C v nastavení chemického ukladania pár, na plochách do približne 10 cm2. Vďaka svojej šesťuholníkovej atómovej štruktúre, malému nesúladu mriežky s grafénom (~ 2%) a vysokej jednotnosti sa používajú ako substráty pre devices.BN nanosheets na báze grafénu sú tiež vynikajúcimi protónovými vodičmi. Ich vysoká rýchlosť prepravy protónu v kombinácii s vysokým elektrickým odporom môže viesť k aplikáciám v palivových článkoch a elektrolýze vody.

 

h-BN sa používa od polovice roku 2000 ako mazivo guľky a vŕtacie v presných aplikáciách cieľových pušiek ako alternatíva k povlaku disulfidu molybdénu, bežne označovanému ako "moly". Tvrdí sa, že zvyšuje efektívnu životnosť hlavne, zvyšuje intervaly medzi čistením vrtu a znižuje odchýlku v bode nárazu medzi čistými prvými výstrelmi a následnými výstrelmi.