Bor nitridje kristal sastavljen od atoma dušika i bora. Hemijski sastav je 43,6% bora i 56,4% azota, sa četiri različite varijante: HBN, RBN, CBN i WBN. CBN je obično crni, smeđi ili tamno crveni kristal sa sfaleritnom strukturom i dobrom toplotnom provodljivošću. Tvrdoća je druga nakon dijamanta i supertvrd je materijal koji se obično koristi kao alatni materijali i abrazivi. BN je otporan na hemijske napade i ne erodira ga neorganskim kiselinama i vodom. Borna azotna veza se prekida u vrućoj koncentrovanoj lužini. Oksidacija počinje u vazduhu na 1200 stepeni. Raspadanje počinje na oko 2700 stepeni u vakuumu. Slabo rastvorljiv u gorućoj kiselini, nerastvorljiv u hladnoj vodi, relativna gustina 2,29. Čvrstoća na pritisak je 170Mpa. Maksimalna radna temperatura je 900 stepeni u oksidacionoj atmosferi i 2800 stepeni u neaktivnoj redukcionoj atmosferi, ali performanse podmazivanja su loše na sobnoj temperaturi. Većina svojstava BN je bolja od ugljičnih materijala. Za HBN: nizak koeficijent trenja, dobra stabilnost na visokim{19}}temperaturama, dobra otpornost na toplotni udar, visoka čvrstoća, visoka toplotna provodljivost, nizak koeficijent ekspanzije, visoka otpornost, otpornost na koroziju, mikrotalasna ili infracrvena transmisija.
|
Hemijska formula |
BN |
|
Tačna masa |
25 |
|
Molecular Weight |
25 |
|
m/z |
25 (100.0%), 24 (24.8%) |
|
Elementalna analiza |
B, 43.56; N, 56.44 |
|
|
|
|
Karakteristike materijala
CBN je obično crni, smeđi ili tamno crveni kristal sa sfaleritnom strukturom i dobrom toplotnom provodljivošću. Tvrdoća je druga nakon dijamanta, to je supertvrdi materijal koji se obično koristi kao materijal za alat i abraziv.
Bor nitridima hemijsku otpornost i ne korodiraju ga neorganske kiseline i voda. Borna azotna veza se prekida u vrućoj koncentrovanoj lužini. Oksidacija počinje u vazduhu iznad 1200 stepeni. Raspadanje počinje na oko 2700 stepeni pod vakuumom. Slabo rastvorljiv u vrućoj kiselini, nerastvorljiv u hladnoj vodi, relativne gustine 2,29. Kada se prokuva s vodom, hidroliza je vrlo spora, stvarajući malu količinu borne kiseline i amonijaka. Ne reaguje sa slabim kiselinama i jakim bazama na sobnoj temperaturi i slabo je rastvorljiv u vrućim kiselinama. Može se razgraditi samo kada se tretira rastopljenim kalijum hidroksidom, a hlor može reagovati s njim samo pod vrućim uslovima.
Čvrstoća na pritisak je 170MPa. Maksimalna radna temperatura u oksidirajućoj atmosferi je 900 stepeni, dok može dostići 2800 stepeni u nereaktivnoj redukcionoj atmosferi, ali performanse podmazivanja su loše na sobnoj temperaturi. Većina svojstava BN je superiornija od ugljičnih materijala. Za HBN: nizak koeficijent trenja, dobra temperaturna stabilnost, dobra otpornost na termički udar, visoka čvrstoća, visoka toplotna provodljivost, nizak koeficijent ekspanzije, visoka električna otpornost, otpornost na koroziju, mikrovalna ili infracrvena prozirnost.
Struktura materijala
BN heksagonalni kristalni sistem, najčešće grafitna rešetka, također ima amorfne varijante. Pored heksagonalnog kristalnog oblika, BN ima i druge kristalne oblike, uključujući r-BN, c-BN i w-BN. Ljudi su čak otkrili dvije{5}}dimenzionalne BN kristale koji podsjećaju na tanki grafit.
Uobičajeno proizvedenobor nitridaima strukturu tipa grafita, obično poznat kao bijeli grafit. Drugi tip je dijamantski tip, koji je sličan principu pretvaranja grafita u dijamant. Grafit tipa BN može se transformisati u dijamant tipa BN na visokoj temperaturi (1800 stepeni) i visokom pritisku (8000Mpa) [5-18GPa]. To je nova vrsta supertvrdog materijala otpornog na visoke temperature koji se koristi za izradu burgija, alata za brušenje i alata za rezanje.
Način pripreme
Godine 1957. Wentorf je prvi umjetno sintetizirao kubni BN. Kada se temperatura približi ili pređe 1700 stepeni, a minimalni pritisak je 11-12 GPa, čisti HBN se direktno transformiše u CBN. Nakon toga je otkriveno da upotreba katalizatora može značajno smanjiti prijelaznu temperaturu i tlak. Uobičajeni katalizatori uključuju alkalne i zemnoalkalne metale, zemnoalkalne i zemnoalkalne nitride, zemnoalkalne fluoronitride, soli amonijum borata i neorganske fluoride. Temperatura i pritisak potrebni za korišćenje amonijum borata kao katalizatora su najniži, sa pritiskom od 5GPa na 1500 stepeni i temperaturnim opsegom od 600-700 stepeni na 6GPa. Iz ovoga se može vidjeti da iako dodavanje katalizatora može uvelike smanjiti temperaturu i tlak transformacije, potrebna temperatura i tlak su i dalje relativno visoki. Stoga je oprema za njegovu pripremu složena, cijena je visoka, a industrijska primjena ograničena.
Godine 1979. Sokolowski je uspješno pripremio CBN filmove koristeći tehnologiju pulsne plazme na niskoj temperaturi i niskom pritisku. Oprema koja se koristi je jednostavna, a proces je jednostavan za implementaciju, što je dovelo do brzog razvoja. Pojavilo se više metoda taloženja parom. Tradicionalno, to se uglavnom odnosi na termohemijsko taloženje pare. Eksperimentalna postavka se uglavnom sastoji od -otpornih kvarcnih cijevi i uređaja za grijanje. Podloga se može zagrijati pomoću peći za grijanje (CVD na vrući zid) ili visokofrekventnog indukcijskog grijanja (CVD na hladnom zidu). Reakcioni gas se razgrađuje na površini visokotemperaturnog supstrata{{9}i podvrgava se hemijskoj reakciji za taloženje filma. Reakcioni gas je mješavina BCl3 ili B2H6 i NH3.
Ova metoda koristi vodu kao reakcioni medij u reakcionom okruženju sa visokim-temperaturama i visokim-pritiskom unutar autoklava, omogućavajući supstancama koje su obično nerastvorljive ili teško rastvorljive da se rastvore. Reakcija se također može podvrgnuti rekristalizaciji. Hidrotermalna tehnologija ima dvije karakteristike: prvo, ima relativno nisku temperaturu, i drugo, provodi se u zatvorenom kontejneru kako bi se izbjeglo isparavanje komponenti. Kao metoda sinteze niskih{5}}temperatura i niskog{6}}pritiska, koristi se za sintezu kubnog BN na niskim temperaturama.
Kao nedavno nova metoda za sintezu niskotemperaturnih nanomaterijala -, termalna sinteza benzena je dobila široku pažnju. Zbog svoje stabilne konjugirane strukture, benzen je odlično otapalo za solvotermalnu sintezu i nedavno je uspješno razvijen u tehniku termalne sinteze benzena, kao što je prikazano u jednadžbi reakcije:
BCl3 + Li3N → BN + 3LiCl
Ili BBr3+Li3N → BN+3LiBr
Temperatura reakcije je samo 450 stepeni, a tehnologija termičke sinteze benzena može pripremiti metastabilnu fazu koja može postojati samo u ekstremnim uslovima i ultra{1}}visokom pritisku pri relativno niskim temperaturama i pritiscima. Ova metoda omogućava nisko{{3}temperaturnu i nisko{4}}pritisku pripremu kubikabor nitrida. Međutim, ova metoda je još uvijek u fazi eksperimentalnog istraživanja i predstavlja sintetičku metodu s velikim potencijalom za primjenu.
Tehnologija samopropagiranja
Koristeći vanjsku energiju za indukciju visoko egzotermnih kemijskih reakcija, sistem prolazi kroz lokalizirane reakcije kako bi se formirao front kemijske reakcije (val sagorijevanja). Hemijska reakcija se brzo odvija uz podršku vlastitog oslobađanja topline, a val sagorijevanja širi se po cijelom sistemu. Iako je ova metoda tradicionalna metoda neorganske sinteze, tek je posljednjih godina objavljena za sintezu BN.
Tehnologija raspršivanja jonskim snopom
Koristeći tehnologiju taloženja raspršivanjem snopa čestica, dobiva se miješani proizvod kubnog BN i heksagonalnog BN. Iako ova metoda ima manje nečistoća, morfologiju proizvoda je teško kontrolirati zbog poteškoća u kontroli uvjeta reakcije. Još uvijek postoji veliki potencijal za razvoj istraživanja ove metode.
Tehnologija termalne sinteze ugljika
Ova metoda koristi bornu kiselinu kao sirovinu, ugljik kao redukcijsko sredstvo i plin amonijaka za nitrid BN na površini silicijum karbida. Dobijeni proizvod ima visoku čistoću i veliku primjenu za pripremu kompozitnih materijala.
Laser{0}}indukovana metoda redukcije
Korištenje lasera kao vanjskog izvora energije za induciranje redoks reakcija između prekursora reakcije i kombinovanje B i N za stvaranje BN, ali ova metoda također proizvodi mješovitu fazu.
1. Sredstva za odvajanje kalupa za oblikovanje metala i maziva za izvlačenje metala.
2. Specijalni elektrolitički i otporni materijali u uslovima visoke temperature.
3. Visokotemperaturna čvrsta maziva, ekstruzioni aditivi protiv habanja, aditivi za proizvodnju keramičkih kompozitnih materijala, vatrostalni materijali i antioksidativni aditivi, posebno za primjene koje su otporne na koroziju rastaljenog metala, aditivi za poboljšanje topline i izolacijski materijali otporni na-temperature.
4. Sredstva za sušenje tranzistora i aditivi za polimere kao što su plastične smole.
5. Presovani u različite oblike BN proizvoda, koji se mogu koristiti kao komponente visoke{1}}temperature, visokog-napona, izolacije i rasipanje topline.
6. Materijali za toplotnu zaštitu u vazduhoplovstvu.
7. Uz učešće katalizatora, može se pretvoriti u kubni BN koji je tvrd kao dijamant kroz tretman na visokim-temperaturama i visokim{2}}pritiscima.
8. Konstrukcijski materijali atomskih reaktora.
9. Mlazne mlaznice za avionske i raketne motore.
10. Izolatori za visoko-naponske, visoko-električne i plazma lukove.
11. Ambalažni materijali koji sprečavaju neutronsko zračenje.
12. Supertvrdi materijal prerađen od BN, koji se može koristiti za izradu alata za rezanje velike brzine{1}}i burgije za geološka istraživanja i bušenje nafte.
Ne samo tradicionalna sajber i imigraciona firma
13. Prstenovi za razdvajanje koji se koriste u metalurgiji za kontinuirano liveni čelik, prorezi za protok amorfnog gvožđa i sredstva za odvajanje za kontinuirano liveni aluminijum (razna sredstva za odvajanje optičkog stakla).
14. Napravite čamce za isparavanje za različite aluminijske obloge kondenzatorskog filma, aluminijsku oblogu katodne cijevi, aluminijsku oplatu zaslona itd.
15. Različite svježe-aluminijske vrećice za pakovanje, itd.
16. Različiti laserski anti-aluminijski slojevi protiv falsifikovanja, materijali za vruće štancanje zaštitnih znakova, razne etikete za cigarete, etikete za pivo, kutije za pakovanje, aluminijumske kutije za pakovanje cigareta, itd.
17. Kozmetika se koristi kao punila za ruževe, koji su ne-toksični, mazivi i sjajni.
Bor nitriduveden je prije više od 100 godina, a njegova najranija primjena je bila heksagonalni BN kao mazivo za visoke{1}}temperature. Njegova struktura i svojstva su vrlo slični grafitu, a također je čisto bijel, pa je poznat kao "bijeli grafit".
BN keramika je otkrivena još 1842. godine. Opsežna istraživanja na BN materijalima vršena su u inostranstvu od Drugog svjetskog rata, a tek 1955. godine razvijena je BN metoda vrućeg presovanja. American Diamond Company i United Carbon Company su prve ušle u proizvodnju, proizvodeći preko 10 tona do 1960. godine.
Godine 1957. RH Wentrof je bio prvi koji je uspješno razvio CBN. General Electric ga je 1969. prodao kao Borazon, a 1973. Sjedinjene Države su objavile proizvodnju CBN alata za rezanje.
Godine 1975. Japan je uvezao tehnologiju iz Sjedinjenih Država i također pripremio CBN alate za rezanje.
1979. godine, tehnologija pulsne plazme je po prvi put uspješno korištena za pripremu kolabiranih c-BN tankih filmova na niskoj temperaturi i niskom pritisku.
U kasnim 1990-im, ljudi su bili u mogućnosti da pripreme c-BN tanke filmove koristeći različite metode fizičkog taloženja parom (PVD) i hemijskog taloženja parom (CVD).
Iz domaće perspektive u Kini, razvoj je brzo napredovao. Istraživanje BN praha počelo je 1963. godine, uspješno je razvijeno 1966., a pušteno je u proizvodnju i primijenjeno u kineskoj industriji i najsavremenijoj{3}} tehnologiji 1967. godine.
Sve što trebate znati
Za šta se koristi bor nitrid?
Proizvodi bor nitrida se široko koriste u industrijama kao što su: proizvodnja čelika i ljevaonica. -Proizvodnja visokotemperaturnih peći. Industrija mikroelektronike i poluprovodnika.
Da li je bor nitrid dobar za kožu?
Kao sintetički proizvod,hemijski je stabilan i poznat kao siguran i nježan za kožu. Zbog strogo kontrolisanog procesa proizvodnje, Tokuyama h-BN je izuzetno čist, sa vrlo malo rastvorljivog bora. U skladu sa japanskim standardima kvazi{4}}sastojaka lijekova iz 2021.
Da li je hrana bor nitrida bezbedna?
Bornitrid je prava i zdrava alternativa (certificirano za sigurnost u kontaktu s hranom NSF) PTFE ili teflonu, koji se može koristiti i kao punilo u polimerima zbog svojih odličnih svojstava podmazivanja.
Da li je bor nitrid jači od dijamanta?
Prijavljeno je da jeste18%jači od dijamanta. Osim ako nije drugačije naznačeno, podaci su dati za materijale u njihovom standardnom stanju (na 25 stepeni [77 stepeni F], 100 kPa). Zbog odlične termičke i hemijske stabilnosti, keramika bor nitrida se koristi u visokotemperaturnoj{5}}opremi i livenju metala.
Popularni tagovi: prah bor nitrida cas 10043-11-5, dobavljači, proizvođači, fabrika, veleprodaja, kupovina, cijena, rasuti, na prodaju