Bornitrider en krystall sammensatt av nitrogen- og boratomer. Den kjemiske sammensetningen er 43,6 % bor og 56,4 % nitrogen, med fire forskjellige varianter: HBN, RBN, CBN og WBN. CBN er vanligvis en svart, brun eller mørkerød krystall med en sfalerittstruktur og god varmeledningsevne. Hardhet er nest etter diamant og er et superhardt materiale som vanligvis brukes som verktøymaterialer og slipemidler. BN er motstandsdyktig mot kjemiske angrep og eroderes ikke av uorganiske syrer og vann. Bornitrogenbindingen brytes i varm konsentrert alkali. Oksidasjonen begynner i luften ved 1200 grader. Dekomponering starter ved ca 2700 grader i et vakuum. Lite løselig i brennende syre, uløselig i kaldt vann, relativ tetthet 2,29. Trykkstyrken er 170Mpa. Maksimal driftstemperatur er 900 grader i en oksiderende atmosfære og 2800 grader i en inaktiv reduserende atmosfære, men smøreytelsen er dårlig ved romtemperatur. De fleste egenskapene til BN er bedre enn karbonmaterialer. For HBN: lav friksjonskoeffisient, god høy-temperaturstabilitet, god varmestøtmotstand, høy styrke, høy varmeledningsevne, lav ekspansjonskoeffisient, høy resistivitet, korrosjonsmotstand, mikrobølge- eller infrarød overføring.
|
Kjemisk formel |
BN |
|
Nøyaktig messe |
25 |
|
Molekylvekt |
25 |
|
m/z |
25 (100.0%), 24 (24.8%) |
|
Elementær analyse |
B, 43.56; N, 56.44 |
|
|
|
|
Materialegenskaper
CBN er vanligvis en svart, brun eller mørkerød krystall med en sfalerittstruktur og god varmeledningsevne. Hardhet nest etter diamant, det er et superhardt materiale som vanligvis brukes som verktøymateriale og slipemiddel.
Bornitridhar kjemisk resistens og er ikke korrodert av uorganiske syrer og vann. Bornitrogenbindingen brytes i varm konsentrert alkali. Oksidasjon begynner i luften over 1200 grader. Dekomponering begynner ved rundt 2700 grader under vakuum. Lite løselig i varm syre, uløselig i kaldt vann, med en relativ tetthet på 2,29. Når det kokes med vann, er hydrolysen veldig langsom, og produserer en liten mengde borsyre og ammoniakk. Den reagerer ikke med svake syrer og sterke baser ved romtemperatur og er lett løselig i varme syrer. Det kan bare brytes ned når det behandles med smeltet kaliumhydroksid, og klor kan bare reagere med det under rødglødende forhold.
Trykkstyrken er 170 MPa. Maksimal driftstemperatur under oksiderende atmosfære er 900 grader, mens den kan nå 2800 grader under ikke-reaktiv reduserende atmosfære, men smøreytelsen er dårlig ved romtemperatur. De fleste egenskapene til BN er overlegne karbonmaterialer. For HBN: lav friksjonskoeffisient, god høy-temperaturstabilitet, god termisk støtmotstand, høy styrke, høy varmeledningsevne, lav ekspansjonskoeffisient, høy elektrisk resistivitet, korrosjonsmotstand, mikrobølge- eller infrarød gjennomsiktighet.
Materialstruktur
BN sekskantet krystallsystem, oftest grafittgitter, har også amorfe varianter. I tillegg til den sekskantede krystallformen har BN andre krystallformer, inkludert r-BN, c-BN og w-BN. Folk har til og med oppdaget to-BN-krystaller som ligner tynne grafitt.
Den vanligvis produsertebornitridhar en grafitttypestruktur, ofte kjent som hvit grafitt. En annen type er diamanttype, som ligner på prinsippet om grafitt som transformeres til diamant. Grafitt type BN kan omdannes til diamant type BN ved høy temperatur (1800 grader) og høyt trykk (8000Mpa) [5-18GPa]. Det er en ny type høytemperaturbestandig superhardt materiale som brukes til å lage bor, slipeverktøy og skjæreverktøy.
Forberedelsesmetode
I 1957 syntetiserte Wentorf først kubikk BN kunstig. Når temperaturen nærmer seg eller overstiger 1700 grader og minimumstrykket er 11-12GPa, forvandles rent HBN direkte til CBN. Deretter ble det oppdaget at bruk av katalysatorer kan redusere overgangstemperaturen og trykket betydelig. De ofte brukte katalysatorene inkluderer alkali- og jordalkalimetaller, alkali- og jordalkali-nitrider, jordalkalifluornitrider, ammoniumboratsalter og uorganiske fluorider. Temperaturen og trykket som kreves for å bruke ammoniumborat som katalysator er de laveste, med et trykk på 5GPa ved 1500 grader og et temperaturområde på 600-700 grader ved 6GPa. Fra dette kan man se at selv om tilsetning av katalysatorer kan redusere transformasjonstemperaturen og trykket sterkt, er den nødvendige temperaturen og trykket fortsatt relativt høyt. Derfor er utstyret for tilberedning komplisert, kostnadene er høye, og dens industrielle anvendelse er begrenset.
I 1979 forberedte Sokolowski vellykket CBN-filmer ved å bruke pulserende plasmateknologi ved lav temperatur og lavt trykk. Utstyret som brukes er enkelt og prosessen er enkel å implementere, noe som har ført til rask utvikling. Flere metoder for dampavsetning har dukket opp. Tradisjonelt refererer det hovedsakelig til termokjemisk dampavsetning. Det eksperimentelle oppsettet består vanligvis av varme-bestandige kvartsrør og varmeenheter. Underlaget kan varmes opp av enten en varmeovn (varmvegg CVD) eller høy-induksjonsoppvarming (kaldvegg CVD). Reaksjonsgassen brytes ned på overflaten av substratet med høy-temperatur og gjennomgår en kjemisk reaksjon for å avsette en film. Reaksjonsgassen er en blanding av BCl3 eller B2H6 og NH3.
Denne metoden bruker vann som reaksjonsmedium i et reaksjonsmiljø med høy-temperatur og-høyt trykk inne i en autoklav, slik at stoffer som vanligvis er uløselige eller vanskelige å løse, kan løses opp. Reaksjonen kan også gjennomgå omkrystallisering. Hydrotermisk teknologi har to egenskaper: For det første har den en relativt lav temperatur, og for det andre utføres den i en lukket beholder for å unngå fordampning av komponenter. Som en syntesemetode med lav-temperatur og lavt-trykk brukes den til å syntetisere kubisk BN ved lave temperaturer.
Som en nylig fremvoksende metode for å syntetisere lav-temperatur nanomaterialer, har termisk benzensyntese fått bred oppmerksomhet. På grunn av sin stabile konjugerte struktur, er benzen et utmerket løsningsmiddel for solvotermisk syntese og har nylig blitt utviklet til en termisk benzensynteseteknikk, som vist i reaksjonsligningen:
BCl3 + Li3N → BN + 3LiCl
Eller BBr3+Li3N → BN+3LiBr
Reaksjonstemperaturen er bare 450 grader, og den termiske benzensynteseteknologien kan forberede en metastabil fase som bare kan eksistere under ekstreme forhold og ultra-høyt trykk ved relativt lave temperaturer og trykk. Denne metoden muliggjør klargjøring med lav-temperatur og lavt-trykk av kubikkbornitrid. Denne metoden er imidlertid fortsatt i det eksperimentelle forskningsstadiet og er en syntetisk metode med stort brukspotensial.
Selvforplantende teknologi
Ved å bruke ekstern energi for å indusere svært eksoterme kjemiske reaksjoner, gjennomgår systemet lokale reaksjoner for å danne en kjemisk reaksjonsfront (forbrenningsbølge). Den kjemiske reaksjonen fortsetter raskt med støtte fra sin egen varmeavgivelse, og forbrenningsbølgen sprer seg gjennom hele systemet. Selv om denne metoden er en tradisjonell uorganisk syntesemetode, har den bare blitt rapportert de siste årene for syntese av BN.
Ionestråleforstøvningsteknologi
Ved bruk av partikkelstråleforstøvningsavsetningsteknologi oppnås et blandet produkt av kubisk BN og sekskantet BN. Selv om denne metoden har færre urenheter, er morfologien til produktet vanskelig å kontrollere på grunn av vanskeligheten med å kontrollere reaksjonsbetingelsene. Det er fortsatt et stort potensial for utvikling av forskning på denne metoden.
Teknologi for termisk karbonsyntese
Denne metoden bruker borsyre som råmateriale, karbon som reduksjonsmiddel og ammoniakkgass for å nitrid BN på overflaten av silisiumkarbid. Det resulterende produktet har høy renhet og stor bruksverdi for fremstilling av komposittmaterialer.
Laser-indusert reduksjonsmetode
Bruk av laser som en ekstern energikilde for å indusere redoksreaksjoner mellom reaksjonsforløpere og kombinere B og N for å generere BN, men denne metoden produserer også en blandet fase.
1. Formslippmidler for metallforming og smøremidler for metalltrekking.
2. Spesielle elektrolytiske og resistive materialer under høye temperaturforhold.
3. Høytemperaturfaste smøremidler, ekstruderingsanti-slitasjeadditiver, additiver for produksjon av keramiske komposittmaterialer, ildfaste materialer og antioksidantadditiver, spesielt for applikasjoner som motstår korrosjon av smeltet metall, termiske forsterkende additiver og høy-temperaturbestandige isolasjonsmaterialer.
4. Varmeforseglede tørkemidler for transistorer og tilsetningsstoffer for polymerer som plastharpikser.
5. Presset inn i ulike former av BN-produkter, som kan brukes som komponenter med høy-temperatur, høy-spenning, isolasjon og varmeavledning.
6. Termiske skjermingsmaterialer i romfart.
7. Med deltakelse av en katalysator kan den omdannes til kubisk BN som er like hard som diamant gjennom høy-temperatur- og-høytrykksbehandling.
8. Strukturelle materialer av atomreaktorer.
9. Jetdyser for fly og rakettmotorer.
10. Isolatorer for høy-, høyfrekvente-elektriske lysbuer og plasmabuer.
11. Emballasjematerialer som hindrer nøytronstråling.
12. Et superhardt materiale bearbeidet fra BN, som kan brukes til å lage høyhastighets-skjæreverktøy og borekroner for geologisk leting og oljeboring.
Ikke bare tradisjonelt cyber- og immigrasjonsfirma
13. Separeringsringer brukt i metallurgi for kontinuerlig støpt stål, strømningsspor for amorft jern og slippmidler for kontinuerlig støpt aluminium (ulike optiske glassslippmidler).
14. Lag fordampningsbåter for ulike kondensatorfilmaluminiumplettering, katodestrålerøraluminiumplettering, displayaluminiumsplettering, etc.
15. Diverse ferske-beholdere aluminiumsbelagte emballasjeposer osv.
16. Forskjellige laserbelegg mot-forfalskning av aluminium, varemerke varmestemplingsmaterialer, forskjellige sigarettetiketter, øletiketter, emballasjebokser, sigarettemballasjeesker aluminiumsplettering, og så videre.
17. Kosmetikk brukes som fyllstoffer for leppestift, som er ikke-giftig, smørende og glanset.
Bornitridble introdusert for over 100 år siden, og dens tidligste bruk var sekskantet BN som et høy-smøremiddel. Dens struktur og egenskaper er veldig lik grafitt, og den er også ren hvit, derfor er den ofte kjent som "hvit grafitt".
BN-keramikk ble oppdaget allerede i 1842. Det har vært utført omfattende forskning på BN-materialer i utlandet siden andre verdenskrig, og først i 1955 ble BN-varmpressingsmetoden utviklet. The American Diamond Company og United Carbon Company var de første som kom i produksjon, og produserte over 10 tonn innen 1960.
I 1957 var RH Wentrof den første som med suksess utviklet CBN. I 1969 solgte General Electric det som Borazon, og i 1973 kunngjorde USA produksjonen av CBN-skjæreverktøy.
I 1975 importerte Japan teknologi fra USA og forberedte også CBN-skjæreverktøy.
I 1979 ble pulserende plasmateknologi brukt for første gang for å forberede kollapsede c-BN-tynne filmer ved lav temperatur og lavt trykk.
På slutten av 1990-tallet var folk i stand til å fremstille c-BN-tynne filmer ved å bruke ulike metoder for fysisk dampavsetning (PVD) og kjemisk dampavsetning (CVD).
Fra et innenlandsk perspektiv i Kina har utviklingen gjort raske fremskritt. Forskning på BN-pulver begynte i 1963, ble vellykket utviklet i 1966, og ble satt i produksjon og brukt i Kinas industri og banebrytende teknologi i 1967.
Alt du trenger å vite
Hva brukes bornitrid til?
Bornitrid-produkter er mye brukt på tvers av bransjer som: Stål- og støperiproduksjon. Produksjon av ovner med høy-temperatur. Mikroelektronikk og halvlederindustri.
Er bornitrid bra for huden?
Som et syntetisk produkt,den er kjemisk stabil og kjent for å være trygg og skånsom for huden. På grunn av en strengt kontrollert produksjonsprosess er Tokuyama h-BN ekstremt rent, med svært lite løselig bor. I samsvar med 2021 japanske standarder for kvasi-medikamentingredienser.
Er bornitrid mat trygt?
Boron Nitride er et ekte og sunt alternativ (NSF matkontaktsertifisert) til PTFE eller Teflon, som også kan brukes som fyllstoff i polymerer på grunn av sine utmerkede smøreegenskaper.
Er bornitrid sterkere enn diamant?
Det har blitt rapportert å være18%sterkere enn diamant. Med mindre annet er angitt, er data gitt for materialer i standardtilstand (ved 25 grader [77 grader F], 100 kPa). På grunn av utmerket termisk og kjemisk stabilitet, brukes bornitridkeramikk i høy-temperaturutstyr og metallstøping.
Populære tags: bornitrid pulver cas 10043-11-5, leverandører, produsenter, fabrikk, engros, kjøp, pris, bulk, til salgs