Nitrid boruje krystal složený z atomů dusíku a boru. Chemické složení je 43,6 % boru a 56,4 % dusíku, se čtyřmi různými variantami: HBN, RBN, CBN a WBN. CBN je obvykle černý, hnědý nebo tmavě červený krystal se sfaleritovou strukturou a dobrou tepelnou vodivostí. Tvrdost je na druhém místě po diamantu a jde o supertvrdý materiál běžně používaný jako nástrojové materiály a brusiva. BN je odolný vůči chemickému napadení a není erodován anorganickými kyselinami a vodou. V horké koncentrované alkálii se přeruší vazba bórového dusíku. Oxidace začíná ve vzduchu při 1200 stupních. Rozklad začíná asi při 2700 stupních ve vakuu. Málo rozpustný v hořící kyselině, nerozpustný ve studené vodě, relativní hustota 2,29. Pevnost v tlaku je 170 MPa. Maximální provozní teplota je 900 stupňů v oxidační atmosféře a 2800 stupňů v neaktivní redukční atmosféře, ale mazací výkon je při pokojové teplotě špatný. Většina vlastností BN je lepší než uhlíkové materiály. Pro HBN: nízký koeficient tření, dobrá vysoká-teplotní stabilita, dobrá odolnost proti tepelným šokům, vysoká pevnost, vysoká tepelná vodivost, nízký koeficient roztažnosti, vysoký odpor, odolnost proti korozi, mikrovlnný nebo infračervený přenos.
|
Chemický vzorec |
BN |
|
Přesná hmotnost |
25 |
|
Molekulová hmotnost |
25 |
|
m/z |
25 (100.0%), 24 (24.8%) |
|
Elementární analýza |
B, 43.56; N, 56.44 |
|
|
|
|
Vlastnosti materiálu
CBN je obvykle černý, hnědý nebo tmavě červený krystal se sfaleritovou strukturou a dobrou tepelnou vodivostí. Tvrdost druhá po diamantu, je to supertvrdý materiál běžně používaný jako nástrojový materiál a brusivo.
Nitrid borumá chemickou odolnost a nepodléhá korozi anorganickými kyselinami a vodou. V horké koncentrované alkálii se přeruší vazba bórového dusíku. Oxidace začíná ve vzduchu nad 1200 stupňů. Rozklad začíná při teplotě kolem 2700 stupňů ve vakuu. Mírně rozpustný v horké kyselině, nerozpustný ve studené vodě, o relativní hustotě 2,29. Když se vaří s vodou, hydrolýza je velmi pomalá a vytváří malé množství kyseliny borité a amoniaku. Při pokojové teplotě nereaguje se slabými kyselinami a silnými zásadami a je mírně rozpustný v horkých kyselinách. Může se rozkládat pouze při zpracování roztaveným hydroxidem draselným a chlór s ním může reagovat pouze za podmínek rozžhavení do červena.
Pevnost v tlaku je 170 MPa. Maximální provozní teplota v oxidační atmosféře je 900 stupňů, zatímco v nereaktivní redukční atmosféře může dosáhnout 2800 stupňů, ale výkon mazání je při pokojové teplotě špatný. Většina vlastností BN je lepší než uhlíkové materiály. Pro HBN: nízký koeficient tření, dobrá vysoká-teplotní stabilita, dobrá odolnost proti tepelným šokům, vysoká pevnost, vysoká tepelná vodivost, nízký koeficient roztažnosti, vysoký elektrický odpor, odolnost proti korozi, mikrovlnná nebo infračervená průhlednost.
Struktura materiálu
BN hexagonální krystalový systém, nejčastěji grafitová mřížka, má také amorfní varianty. Kromě hexagonální krystalové formy má BN další krystalové formy, včetně r-BN, c-BN a w-BN. Lidé dokonce objevili dvou-dimenzionální krystaly BN, které připomínají tenký grafit.
Běžně vyráběnénitrid borumá strukturu grafitového typu, běžně známou jako bílý grafit. Dalším typem je diamantový typ, který je podobný principu přeměny grafitu na diamant. Grafit typu BN lze přeměnit na diamant typu BN při vysoké teplotě (1800 stupňů) a vysokém tlaku (8000 Mpa) [5-18GPa]. Jedná se o nový typ vysokoteplotně odolného supertvrdého materiálu používaného pro výrobu vrtáků, brusných nástrojů a řezných nástrojů.
Způsob přípravy
V roce 1957 Wentorf poprvé uměle syntetizoval kubický BN. Když se teplota přiblíží nebo překročí 1700 stupňů a minimální tlak je 11-12 GPa, čistý HBN se přímo přemění na CBN. Následně bylo zjištěno, že použití katalyzátorů může výrazně snížit přechodovou teplotu a tlak. Běžně používané katalyzátory zahrnují alkalické kovy a kovy alkalických zemin, nitridy alkalických kovů a alkalických zemin, fluornitridy alkalických zemin, boritanové soli amonné a anorganické fluoridy. Teplota a tlak potřebné pro použití boritanu amonného jako katalyzátoru jsou nejnižší, s tlakem 5 GPa při 1500 stupních a teplotním rozmezím 600-700 stupňů při 6 GPa. Z toho je vidět, že i když přidání katalyzátorů může značně snížit transformační teplotu a tlak, požadovaná teplota a tlak jsou stále relativně vysoké. Proto je zařízení pro jeho přípravu složité, náklady jsou vysoké a jeho průmyslové použití je omezené.
V roce 1979 Sokolowski úspěšně připravil CBN filmy pomocí technologie pulzního plazmatu při nízké teplotě a nízkém tlaku. Použité zařízení je jednoduché a proces se snadno implementuje, což vedlo k rychlému vývoji. Objevilo se několik způsobů depozice par. Tradičně se to týká hlavně termochemické depozice par. Experimentální zařízení se obecně skládá z tepelně-odolných křemenných trubic a topných zařízení. Substrát může být ohříván buď ohřívací pecí (hot wall CVD) nebo vysokofrekvenčním indukčním ohřevem (studená stěna CVD). Reakční plyn se rozkládá na povrchu vysokoteplotního substrátu a prochází chemickou reakcí, při které se ukládá film. Reakční plyn je směs BCI3 nebo B2H6 a NH3.
Tato metoda využívá vodu jako reakční médium ve vysoko{0}}teplotním a{1}}tlakém reakčním prostředí uvnitř autoklávu, což umožňuje rozpouštění látek, které jsou obvykle nerozpustné nebo se obtížně rozpouštějí. Reakce může také podstoupit rekrystalizaci. Hydrotermální technologie má dvě vlastnosti: zaprvé má relativně nízkou teplotu a zadruhé se provádí v uzavřené nádobě, aby se zabránilo těkání složek. Jako nízkoteplotní a nízkotlaká metoda syntézy se používá k syntéze kubického BN při nízkých teplotách.
Termální syntéze benzenu se jako nedávno objevující metodě syntézy nízkoteplotních nanomateriálů dostalo široké pozornosti. Díky své stabilní konjugované struktuře je benzen vynikajícím rozpouštědlem pro solvotermální syntézu a nedávno byl úspěšně vyvinut do techniky tepelné syntézy benzenu, jak ukazuje reakční rovnice:
BCl3 + Li3N → BN + 3LiCl
Nebo BBr3+Li3N → BN+3LiBr
Reakční teplota je pouze 450 stupňů a technologie tepelné syntézy benzenu dokáže připravit metastabilní fázi, která může existovat pouze za extrémních podmínek a ultra-vysokého tlaku při relativně nízkých teplotách a tlacích. Tato metoda umožňuje nízko-teplotní a-tlakou přípravu kubické hmotynitrid boru. Tato metoda je však zatím ve stádiu experimentálního výzkumu a jedná se o syntetickou metodu s velkým potenciálem aplikace.
Technologie vlastního šíření
Využitím vnější energie k vyvolání vysoce exotermických chemických reakcí systém prochází lokalizovanými reakcemi, které tvoří čelo chemické reakce (spalovací vlna). Chemická reakce rychle probíhá za podpory vlastního uvolňování tepla a spalovací vlna se šíří celým systémem. Ačkoli je tato metoda tradiční metodou anorganické syntézy, byla pro syntézu BN popsána pouze v posledních letech.
Technologie iontového naprašování
Pomocí technologie nanášení částicovým paprskem se získá směsný produkt kubického BN a hexagonálního BN. Ačkoli tento způsob obsahuje méně nečistot, je obtížné řídit morfologii produktu kvůli obtížnosti při řízení reakčních podmínek. Stále existuje velký potenciál pro rozvoj výzkumu této metody.
Technologie tepelné syntézy uhlíku
Tato metoda používá kyselinu boritou jako surovinu, uhlík jako redukční činidlo a plynný amoniak k nitridování BN na povrchu karbidu křemíku. Výsledný produkt má vysokou čistotu a velkou aplikační hodnotu pro přípravu kompozitních materiálů.
Laserová -metoda redukce
Použití laseru jako externího zdroje energie k vyvolání redoxních reakcí mezi reakčními prekurzory a spojení B a N k vytvoření BN, ale tato metoda také produkuje smíšenou fázi.
1. Separační prostředky pro tváření kovů a maziva pro tažení kovů.
2. Speciální elektrolytické a odporové materiály v podmínkách vysokých teplot.
3. Tuhá maziva pro vysoké teploty, přísady proti opotřebení- vytlačováním, přísady pro výrobu keramických kompozitních materiálů, žáruvzdorné materiály a antioxidační přísady, zejména pro aplikace, které odolávají korozi roztaveného kovu, přísady pro zlepšení teploty a izolační materiály odolné vysokým-teplotám.
4. Tepelně utěsňující vysoušedla pro tranzistory a přísady do polymerů, jako jsou plastové pryskyřice.
5. Lisované do různých tvarů produktů BN, které lze použít jako vysokoteplotní, vysokonapěťové, vysokonapěťové, izolační a tepelné komponenty.
6. Tepelně stínící materiály v letectví.
7. Za účasti katalyzátoru jej lze převést na kubický BN, který je tvrdý jako diamant, pomocí vysoko-teploty a vysokého{2}}tlaku.
8. Konstrukční materiály atomových reaktorů.
9. Proudové trysky pro letecké a raketové motory.
10. Izolátory pro vysoko-napěťové, vysoko-frekvenční elektrické a plazmové oblouky.
11. Obalové materiály zabraňující neutronovému záření.
12. Supertvrdý materiál zpracovaný z BN, který lze použít k výrobě-rychlostních řezných nástrojů a vrtáků pro geologický průzkum a vrtání ropy.
Nejen tradiční kybernetická a imigrační firma
13. Separační kroužky používané v metalurgii pro plynule litou ocel, průtokové štěrbiny pro amorfní železo a separační prostředky pro kontinuálně litý hliník (různé separátory optického skla).
14. Vyrobte odpařovací čluny pro různé hliníkové pokovování kondenzátorových filmů, hliníkové pokovování katodových trubic, hliníkové pokovování displeje atd.
15. Různé čerstvé-aluminiové obalové sáčky atd.
16. Různé laserové pokovování-padělání paděláním, materiály pro ražení za tepla, různé etikety na cigarety, pivní etikety, obalové krabičky, pokovování krabiček na cigarety a tak dále.
17. Kosmetika se používá jako plniva do rtěnek, která není-toxická, promašťuje a leskne.
Nitrid borubyl představen před více než 100 lety, přičemž jeho nejstarší aplikací byl šestihranný BN jako vysokoteplotní -mazivo. Jeho struktura a vlastnosti jsou velmi podobné grafitu a je také čistě bílý, proto je běžně známý jako „bílý grafit“.
BN keramika byla objevena již v roce 1842. Od 2. světové války probíhal v zahraničí rozsáhlý výzkum BN materiálů a až v roce 1955 byla vyvinuta metoda BN lisování za tepla. Jako první do výroby vstoupily American Diamond Company a United Carbon Company, které do roku 1960 vyrobily přes 10 tun.
V roce 1957 RH Wentrof jako první úspěšně vyvinul CBN. V roce 1969 jej General Electric prodal jako Borazon a v roce 1973 Spojené státy oznámily výrobu řezných nástrojů CBN.
V roce 1975 Japonsko dovezlo technologii ze Spojených států a připravilo také řezné nástroje CBN.
V roce 1979 byla technologie pulzního plazmatu poprvé úspěšně použita k přípravě zhroucených tenkých vrstev c-BN při nízké teplotě a nízkém tlaku.
Koncem 90. let byli lidé schopni připravit tenké vrstvy c-BN pomocí různých metod fyzikálního napařování (PVD) a chemického nanášení z par (CVD).
Z domácího pohledu v Číně vývoj rychle pokročil. Výzkum BN prášku začal v roce 1963, byl úspěšně vyvinut v roce 1966 a v roce 1967 byl uveden do výroby a aplikován v čínském průmyslu a nejmodernějších technologiích-.
Vše, co potřebujete vědět
K čemu se používá nitrid boru?
Produkty z nitridu boru jsou široce používány napříč průmyslovými odvětvími, jako jsou: Výroba oceli a slévárenství. Výroba vysokoteplotních pecí-. Mikroelektronika a polovodičový průmysl.
Je nitrid boru dobrý pro pokožku?
Jako syntetický produkt,je chemicky stabilní a je známo, že je bezpečný a šetrný k pokožce. Díky přísně kontrolovanému výrobnímu procesu je Tokuyama h-BN extrémně čistý, s velmi malým množstvím rozpustného boru. V souladu s japonskými standardy pro kvazi-lékové přísady z roku 2021.
Jsou potraviny s nitridem boru bezpečné?
Nitrid boru je skutečnou a zdravou alternativou (certifikace NSF pro styk s potravinami) k PTFE nebo teflonu, který lze díky svým vynikajícím mazacím vlastnostem použít i jako plnivo do polymerů.
Je nitrid boru silnější než diamant?
Bylo hlášeno, že ano18%silnější než diamant. Pokud není uvedeno jinak, jsou údaje uvedeny pro materiály v jejich standardním stavu (při 25 stupních [77 stupňů F], 100 kPa). Díky vynikající tepelné a chemické stabilitě se keramika z nitridu boru používá ve vysokoteplotních zařízeních a při odlévání kovů.
Populární Tagy: nitrid boritý prášek cas 10043-11-5, dodavatelé, výrobci, továrna, velkoobchod, koupit, cena, hromadné, na prodej