Bornitrider en krystal sammensat af nitrogen- og boratomer. Den kemiske sammensætning er 43,6% bor og 56,4% nitrogen, med fire forskellige varianter: HBN, RBN, CBN og WBN. CBN er normalt en sort, brun eller mørkerød krystal med en sphaleritstruktur og god varmeledningsevne. Hårdhed er næst efter diamant og er et superhårdt materiale, der almindeligvis anvendes som værktøjsmaterialer og slibemidler. BN er modstandsdygtig over for kemiske angreb og eroderes ikke af uorganiske syrer og vand. Bornitrogenbindingen brydes i varm koncentreret alkali. Oxidation begynder i luften ved 1200 grader. Nedbrydning starter ved omkring 2700 grader i et vakuum. Lidt opløseligt i brændende syre, uopløseligt i koldt vand, relativ massefylde 2,29. Trykstyrken er 170Mpa. Den maksimale driftstemperatur er 900 grader i en oxiderende atmosfære og 2800 grader i en inaktiv reducerende atmosfære, men smøreydelsen er dårlig ved stuetemperatur. De fleste egenskaber ved BN er bedre end kulstofmaterialer. For HBN: lav friktionskoefficient, god højtemperaturstabilitet, god varmechokmodstand, høj styrke, høj varmeledningsevne, lav ekspansionskoefficient, høj resistivitet, korrosionsbestandighed, mikrobølge- eller infrarød transmission.
|
Kemisk formel |
BN |
|
Præcis masse |
25 |
|
Molekylvægt |
25 |
|
m/z |
25 (100.0%), 24 (24.8%) |
|
Elementær analyse |
B, 43.56; N, 56.44 |
|
|
|
|
Materiale egenskaber
CBN er normalt en sort, brun eller mørkerød krystal med en sphaleritstruktur og god varmeledningsevne. Hårdhed næst efter diamant, det er et superhårdt materiale, der almindeligvis bruges som værktøjsmateriale og slibemiddel.
Bornitridhar kemisk resistens og er ikke korroderet af uorganiske syrer og vand. Bornitrogenbindingen brydes i varm koncentreret alkali. Oxidation begynder i luften over 1200 grader. Nedbrydning begynder ved omkring 2700 grader under vakuum. Lidt opløseligt i varm syre, uopløseligt i koldt vand, med en relativ massefylde på 2,29. Når det koges med vand, er hydrolysen meget langsom, hvilket producerer en lille mængde borsyre og ammoniak. Det reagerer ikke med svage syrer og stærke baser ved stuetemperatur og er let opløseligt i varme syrer. Det kan kun nedbrydes, når det behandles med smeltet kaliumhydroxid, og klor kan kun reagere med det under rødglødende forhold.
Trykstyrken er 170 MPa. Den maksimale driftstemperatur under oxiderende atmosfære er 900 grader, mens den kan nå 2800 grader under ikke-reaktiv reducerende atmosfære, men smøreydelsen er dårlig ved stuetemperatur. De fleste af egenskaberne ved BN er kulstofmaterialer overlegne. For HBN: lav friktionskoefficient, god højtemperaturstabilitet, god termisk stødmodstand, høj styrke, høj varmeledningsevne, lav ekspansionskoefficient, høj elektrisk resistivitet, korrosionsbestandighed, mikrobølge- eller infrarød gennemsigtighed.
Materiale struktur
BN sekskantet krystalsystem, oftest grafitgitter, har også amorfe varianter. Ud over den hexagonale krystalform har BN andre krystalformer, herunder r-BN, c-BN og w-BN. Folk har endda opdaget todimensionelle BN-krystaller, der ligner grafittynde.
Den almindeligt produceredebornitridhar en grafittypestruktur, almindeligvis kendt som hvid grafit. En anden type er diamanttype, som ligner princippet om grafit, der omdannes til diamant. Grafit type BN kan omdannes til diamant type BN ved høj temperatur (1800 grader) og højt tryk (8000Mpa) [5-18GPa]. Det er en ny type højtemperaturbestandigt superhårdt materiale, der bruges til fremstilling af bor, slibeværktøj og skæreværktøj.
Fremstillingsmetode
I 1957 syntetiserede Wentorf første gang kubisk BN kunstigt. Når temperaturen nærmer sig eller overstiger 1700 grader, og minimumstrykket er 11-12GPa, omdannes rent HBN direkte til CBN. Efterfølgende blev det opdaget, at brugen af katalysatorer kan reducere overgangstemperaturen og trykket betydeligt. De almindeligt anvendte katalysatorer omfatter alkali- og jordalkalimetaller, alkali- og jordalkalimetrider, jordalkalifluornitrider, ammoniumboratsalte og uorganiske fluorider. Den temperatur og det nødvendige tryk for at bruge ammoniumborat som katalysator er de laveste, med et tryk på 5GPa ved 1500 grader og et temperaturområde på 600-700 grader ved 6GPa. Ud fra dette kan det ses, at selvom tilsætning af katalysatorer i høj grad kan reducere transformationstemperaturen og -trykket, er den nødvendige temperatur og det nødvendige tryk stadig relativt højt. Derfor er udstyret til dets forberedelse komplekst, omkostningerne er høje, og dets industrielle anvendelse er begrænset.
I 1979 forberedte Sokolowski med succes CBN-film ved hjælp af pulserende plasmateknologi ved lav temperatur og lavt tryk. Det anvendte udstyr er enkelt og processen er nem at implementere, hvilket har ført til en rivende udvikling. Flere metoder til dampaflejring er dukket op. Traditionelt refererer det hovedsageligt til termokemisk dampaflejring. Forsøgsopstillingen består generelt af varmebestandige kvartsrør og varmeapparater. Underlaget kan opvarmes af enten en varmeovn (hot wall CVD) eller højfrekvent induktionsopvarmning (cold wall CVD). Reaktionsgassen nedbrydes på overfladen af højtemperatursubstratet og gennemgår en kemisk reaktion for at afsætte en film. Reaktionsgassen er en blanding af BCl3 eller B2H6 og NH3.
Denne metode bruger vand som reaktionsmedium i et højtemperatur- og højtryksreaktionsmiljø inde i en autoklave, hvilket tillader stoffer, der normalt er uopløselige eller vanskelige at opløse, at opløse. Reaktionen kan også undergå omkrystallisation. Hydrotermisk teknologi har to karakteristika: For det første har den en relativt lav temperatur, og for det andet udføres den i en lukket beholder for at undgå fordampning af komponenter. Som en lavtemperatur- og lavtrykssyntesemetode bruges den til at syntetisere kubisk BN ved lave temperaturer.
Som en nyligt fremvoksende metode til at syntetisere lavtemperatur nanomaterialer, har benzen termisk syntese fået bred opmærksomhed. På grund af sin stabile konjugerede struktur er benzen et fremragende opløsningsmiddel til solvotermisk syntese og er for nylig blevet udviklet til en termisk benzensynteseteknik, som vist i reaktionsligningen:
BCl3 + Li3N → BN + 3LiCl
Eller BBr3+Li3N → BN+3LiBr
Reaktionstemperaturen er kun 450 grader, og den termiske benzen-synteseteknologi kan forberede en metastabil fase, der kun kan eksistere under ekstreme forhold og ultrahøjt tryk ved relativt lave temperaturer og tryk. Denne metode muliggør fremstilling af kubisk ved lav temperatur og lavt trykbornitrid. Denne metode er dog stadig i den eksperimentelle forskningsstadie og er en syntetisk metode med stort anvendelsespotentiale.
Selvudbredende teknologi
Ved at bruge ekstern energi til at inducere stærkt eksoterme kemiske reaktioner, gennemgår systemet lokale reaktioner for at danne en kemisk reaktionsfront (forbrændingsbølge). Den kemiske reaktion forløber hurtigt med støtte fra sin egen varmeafgivelse, og forbrændingsbølgen breder sig gennem hele systemet. Selvom denne metode er en traditionel uorganisk syntesemetode, er den kun blevet rapporteret i de senere år for syntese af BN.
Ionstråleforstøvningsteknologi
Ved hjælp af partikelstråleforstøvningsdepositionsteknologi opnås et blandet produkt af kubisk BN og sekskantet BN. Selvom denne metode har færre urenheder, er morfologien af produktet vanskelig at kontrollere på grund af vanskeligheden med at kontrollere reaktionsbetingelserne. Der er stadig et stort potentiale for udvikling af forskning i denne metode.
Carbon termisk syntese teknologi
Denne metode bruger borsyre som råmateriale, kulstof som reduktionsmiddel og ammoniakgas til at nitridere BN på overfladen af siliciumcarbid. Det resulterende produkt har høj renhed og stor anvendelsesværdi til fremstilling af kompositmaterialer.
Laser-induceret reduktionsmetode
Brug af laser som en ekstern energikilde til at inducere redoxreaktioner mellem reaktionsforstadier og kombinere B og N for at generere BN, men denne metode producerer også en blandet fase.
1. Formslipmidler til metalformning og smøremidler til metaltrækning.
2. Særlige elektrolytiske og resistive materialer under høje temperaturforhold.
3. Højtemperaturfaste smøremidler, ekstruderingsanti-slidadditiver, additiver til fremstilling af keramiske kompositmaterialer, ildfaste materialer og antioxidantadditiver, især til applikationer, der modstår smeltet metalkorrosion, termiske forbedringsadditiver og højtemperaturbestandige isoleringsmaterialer.
4. Varmforseglingstørremidler til transistorer og additiver til polymerer såsom plastharpikser.
5. Presset til forskellige former af BN-produkter, som kan bruges som højtemperatur-, højspændings-, isolerings- og varmeafledningskomponenter.
6. Termiske afskærmningsmaterialer i rumfart.
7. Med deltagelse af en katalysator kan den omdannes til kubisk BN, der er hård som diamant gennem højtemperatur- og højtryksbehandling.
8. Strukturelle materialer i atomreaktorer.
9. Jetdyser til fly- og raketmotorer.
10. Isolatorer til højspændings-, højfrekvente elektriske og plasmabuer.
11. Emballagematerialer, der forhindrer neutronstråling.
12. Et superhårdt materiale forarbejdet fra BN, som kan bruges til at lave højhastigheds skærende værktøjer og bor til geologisk efterforskning og olieboring.
Ikke kun traditionel cyber- og immigrationsvirksomhed
13. Adskillelsesringe, der anvendes i metallurgien til kontinuerligt støbt stål, flowslidser til amorft jern og slipmidler til kontinuerligt støbt aluminium (forskellige optiske glas-slipmidler).
14. Lav fordampningsbåde til forskellige kondensatorfilmaluminiumsplettering, katodestrålerøraluminiumsplettering, display-aluminiumsplettering osv.
15. Forskellige friskholdende alu-belagte emballageposer mv.
16. Forskellige laser anti-forfalskning aluminum plating, varemærke varme stempling materialer, forskellige cigaret etiketter, øl etiketter, emballage kasser, cigaret emballage kasser aluminum plating, og så videre.
17. Kosmetik bruges som fyldstoffer til læbestift, som er ikke-giftige, smørende og blanke.
Bornitridblev introduceret for over 100 år siden, hvor den tidligste anvendelse var sekskantet BN som et højtemperatursmøremiddel. Dens struktur og egenskaber minder meget om grafit, og den er også ren hvid, derfor er den almindeligvis kendt som "hvid grafit".
BN-keramik blev opdaget allerede i 1842. Der er blevet udført omfattende forskning i BN-materialer i udlandet siden Anden Verdenskrig, og først i 1955 blev BN varmpresningsmetoden udviklet. The American Diamond Company og United Carbon Company var de første til at gå i produktion og producerede over 10 tons i 1960.
I 1957 var RH Wentrof den første til at udvikle CBN med succes. I 1969 solgte General Electric det som Borazon, og i 1973 annoncerede USA produktionen af CBN skærende værktøjer.
I 1975 importerede Japan teknologi fra USA og forberedte også CBN skærende værktøjer.
I 1979 blev pulseret plasmateknologi med succes brugt for første gang til at fremstille kollapsede c-BN tynde film ved lav temperatur og lavt tryk.
I slutningen af 1990'erne var folk i stand til at fremstille c-BN tynde film ved hjælp af forskellige fysiske dampaflejring (PVD) og kemisk dampaflejring (CVD) metoder.
Fra et hjemligt perspektiv i Kina har udviklingen gjort hurtige fremskridt. Forskning i BN-pulver begyndte i 1963, blev med succes udviklet i 1966 og blev sat i produktion og anvendt i Kinas industri og banebrydende teknologi i 1967.
Populære tags: bornitrid pulver cas 10043-11-5, leverandører, producenter, fabrik, engros, køb, pris, bulk, til salg