Nitruro di boro è una ceramica avanzata nota per le sue proprietà superiori, disponibile sia in polvere che in forma solida. È composta da Azoto di boro legami con diverse forme strutturali di cui una è Nitruro di boro cubicoEsamineremo questo metallo in dettaglio nel paragrafo seguente.
Nitruro di boro: una panoramica
L'altro nome di Nitruro di boro è grafene bianco quando si trova in forma solida. Nitruro di boro offre una buona lavorabilità, ha una maggiore capacità termica ed è un buon isolante elettrico. Un'altra specialità di Nitruro di boro una volta lavorati, non necessitano di alcun trattamento o sinterizzazione termica. Chimica Bn è quasi come il carbonio a causa della presenza del fenomeno isoelettronico.
Nitruro di boro la formula chimica è data come "BN". composto BN ha sia atomi di boro che di azoto. La posizione del boro e dell'azoto nel reticolo genera diversi Strutture BNEsistono diverse forme di Bn, come a-BN, h-BN, c-BN e w-BN.
Nitruro di boro esagonale (h-BN)
nitruro di boro esagonale È un componente di molti prodotti industriali, compresi i cosmetici. Nella struttura del nitruro di boro esagonale, gli elementi boro e azoto sono fissati al reticolo cristallino da forti legami covalenti. La sua struttura è simile a quella del grafene.
Tre atomi di azoto sono fissati all'atomo di boro nell' Struttura HBNLa somiglianza nell'esagonale del nido d'ape Struttura HBN È il motivo della sua analogia con il carbonio. Gli strati obbediscono alle forze di Waals e la geometria a piastra li rende ideali come mezzi lubrificanti. Proprietà come la resistenza meccanica, chimica e l'isolamento elettrico sono dovute ai legami triangolari planari.
Le altre proprietà superiori che corrispondono alla Struttura HBN sono la sua conduttività termica e il basso coefficiente di attrito. Nitruro di boro esagonale Viene comunemente prodotto tramite nitrurazione di ossido borico ad alte temperature. L'H-BN è stabile a 1000 °C in condizioni normali, superiori a quelle del vuoto o di materiali inerti. Poiché la stabilità è più simile a quella del grafene, Nitruro di boro esagonale è spesso considerata la ceramica tecnica più avanzata.
Applicazioni del nitruro di boro esagonale
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Viene utilizzato nei dispositivi nanoelettronici come sostituto del substrato di grafene
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Il nitruro di boro esagonale nella sua forma sottile viene utilizzato come rivestimento resistente alla corrosione
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Spesso è impegnato nella produzione di materiali per sensori
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Viene utilizzato nell'effetto tunnel degli elettroni grazie al suo basso valore di costante dielettrica.
Nitruro di boro cubico
Che cosa è c-BN?
c-BN è un derivato di Nitruro di boro esagonale (h-BN) formato ad alta temperatura e pressione.
La più grande specialità di Nitruro di boro cubico è che detiene il posto di secondo materiale più duro al mondo. La resistenza meccanica di Nitruro di boro cubico è popolare ed è alla pari con il diamante. È uno dei polimorfi del boro più popolari. Nitruro.
La struttura di base del c-Bn è cristallina con disposizione alternata di atomi di boro e azoto. In questo caso, gli atomi di boro e azoto formano legami covalenti, che sono la ragione principale della sua durezza e stabilità termica. Ha una densità di circa 3,5 g/cm³ e appare di colore giallo pallido o trasparente.
Proprietà del nitruro di boro cubico
Il C-BN è anche un brillante semiconduttore: aumentando la pressione durante la produzione, i gap di banda del c-BN sono spesso soggetti a variazioni più marcate. Il gap di banda contribuisce a renderlo un eccellente isolante elettrico. Nitruro di boro cubico La conduttività termica è di circa 1300 KW/Mk. Rimangono inerti e possiedono un basso valore di costante dielettrica.
La reattività del c-BN è tale che rimane insensibile anche ai materiali ferrosi. L'intervallo ottico trattato da nitruro di boro cubico varia dallo spettro ultravioletto a quello visibile. I due tipi più comuni di c-Bn disponibili oggi sul mercato sono il nitruro di boro cubico denso e il nitruro di boro cubico policristallino. Nitruro di boro cubico Formula è dato come c-BN.
Nitruro di boro cubico contro diamante
Cos'è più duro del diamante?
Sebbene non sia più duro del diamante, nitruro di boro cubico ha un posto speciale se paragonato al diamante. Durezza del nitruro di boro cubico è di 4500 Kg/mm2, che può essere tranquillamente paragonato alla durezza del diamante di circa 600 Kg/mm2. Anche il valore del modulo, sia di Young che di massa, rientra in un intervallo simile, di 800 – 1000 e 370 – 450.
Inoltre, per quanto riguarda la struttura, come il diamante, il c-BN ha due atomi di base diversi. La somiglianza tra il diamante e il c-BN è generalmente attribuita alla struttura simile che possiedono. Tuttavia, il c-BN e le sue proprietà elettriche possono essere manipolate con l'aiuto di impurità di tipo p e n. Questo li rende diversi dal diamante in termini di funzionalità.
Usi del nitruro di boro cubico
Nitruro di boro cubico presenta sia il modulo di Young che quello di massa maggiori rispetto al carburo di boro e al carburo di silicio. Questo stesso motivo contribuisce fortemente alla durezza di nitruro di boro cubicoLa durezza li rende adatti come abrasivi e li rende parte integrante di materiale per utensili da taglio cbnGeneralmente il tipo c-Bn denso viene utilizzato per applicazioni di taglio, mentre il tipo poroso viene utilizzato per esigenze di rettifica.
Il C-BN viene impiegato in applicazioni versatili di taglio e lavorazione meccanica grazie alla sua natura inerte. A differenza del diamante, non reagisce al ferro. Il c-Bn convenzionale richiede una manipolazione per essere utilizzato nelle applicazioni di taglio. Questa operazione avviene generalmente durante la conversione di h-Bn in c-Bn durante la sinterizzazione.
Il c-BN policristallino con legante si rivela spesso utile in ambienti altamente abrasivi. L'immagine è mostrata di seguito. Oltre alla durezza Nitruro di boro cubico Eccelle anche nelle applicazioni elettriche. Grazie al suo ampio bandgap, il Bn funge da isolante elettrico. Svolge inoltre un ruolo cruciale come dissipatore di calore in laser, dispositivi microelettronici e LED.
Grazie al rivestimento dell'alluminio e dei metalli del Gruppo 8, la funzionalità di dissipazione del c-BN è diffusa nell'industria elettronica. Il C-BN trova impiego anche nella sintesi di semiconduttori per ottenere i tipi p e N mediante un drogaggio appropriato. I materiali comunemente utilizzati per il drogaggio sono il silicio o il berillio. Questi semiconduttori lavorano ad alta temperatura e vengono utilizzati nei sensori UV.
mole abrasive c-BN
L'invenzione di mole abrasive c-BN La maggiore efficienza ha reso possibile una produzione di precisione. Queste ruote hanno contribuito a settori come l'aerospaziale, la meccanica, la produzione di utensili e l'automobile. mole abrasive c-BN Offrono inoltre elevata durezza e buone prestazioni rispetto a SiC e allumina. Garantiscono l'integrità anche a temperature di lavoro più elevate, senza degradazione, a differenza del diamante.
Le ruote di c-BN Possono resistere ad alte temperature e quindi gestire la quantità di calore generata durante il processo. Offrono anche risparmi sui costi grazie alla loro maggiore resistenza all'usura, il che è economicamente vantaggioso. La finitura superficiale è apprezzabile e anche lo scarto del pezzo lavorato è minore quando si tratta di mole abrasive c-BN. Garantisce inoltre tempi di ciclo inferiori poiché compiti vengono eseguite in modo più rapido e preciso.
Mole super abrasive – o mole diamantate cBN
Le mole super abrasive differiscono dalle mole convenzionali in SiC e Allumina. Sono realizzate in C-Bn e diamante. La mola super abrasiva offre una migliore conduttività termica, limitando l'aumento di temperatura del pezzo in lavorazione. mola diamantata c-Bn offrono inoltre un'elevata accuratezza e precisione di taglio che contribuiscono a una maggiore durata.
Conclusione
Nitruro di boro cubico Sono desiderabili nella scienza moderna e nella produzione di materiali. Sono competitivi rispetto a materiali come il diamante. Eccellono in proprietà come durezza, resistenza e isolamento elettrico. L'ampio band gap, la natura inerte, la bassa costante dielettrica e le proprietà ottiche sono altri fattori di merito.