Nitreto de boro é uma cerâmica avançada, conhecida por suas propriedades superiores, disponível em pó e em formas sólidas. É composta por Nitrogênio de boro ligações com diferentes formas estruturais das quais uma é Nitreto de boro cúbico. Analisaremos esse metal em detalhes no parágrafo seguinte.
Nitreto de boro: uma visão geral
O outro nome de Nitreto de boro é grafeno branco quando existe na forma sólida. Nitreto de boro oferece boa usinabilidade, tem maior capacidade térmica e é um bom isolante elétrico. Outra especialidade da Nitreto de boro ou seja, uma vez usinados, eles não requerem nenhum tipo de sinterização ou tratamento térmico. Química Bn é quase como o carbono devido à presença do fenômeno isoeletrônico.
Nitreto de boro a fórmula química é dada como “BN”. A Composto BN possui átomos de boro e nitrogênio. A localização do boro e do nitrogênio na rede gera diferentes Estruturas BNExistem diferentes formas de Bn, como a-BN, h-BN, c-BN e w-BN.
Nitreto de boro hexagonal (h-BN)
Nitreto de boro hexagonal É um componente de muitos produtos industriais, incluindo cosméticos. Na estrutura do nitreto de boro hexagonal, os elementos boro e nitrogênio estão fixados à estrutura cristalina por fortes ligações covalentes. Sua estrutura é semelhante à do grafeno.
Três átomos de nitrogênio são fixados ao átomo de boro no Estrutura HBN. A semelhança no hexagonal do favo de mel Estrutura HBN É a razão de sua analogia com o carbono. As camadas obedecem às forças de Waals e a geometria em forma de placa as torna ideais como meios lubrificantes. As propriedades como resistência mecânica, química e isolamento elétrico são devidas às ligações triangulares planas.
As outras propriedades superiores que correspondem à Estrutura HBN são sua condutividade térmica e baixo coeficiente de atrito. Nitreto de boro hexagonal é popularmente fabricado por nitretação de óxido bórico em temperaturas elevadas. O H-BN é estável a 1000 °C em condições normais, que excedem as de vácuo ou inertes. Como a estabilidade é mais próxima do grafeno, Nitreto de boro hexagonal é frequentemente aclamada como a cerâmica técnica mais avançada.
Aplicações do Nitreto de Boro Hexagonal
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É usado em dispositivos nanoeletrônicos como substituto do substrato de grafeno
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O nitreto de boro hexagonal em sua forma fina é usado como revestimento que resiste à corrosão
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É frequentemente envolvido na fabricação de materiais de sensores
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É usado em tunelamento de elétrons devido ao seu baixo valor de constante dielétrica.
Nitreto de boro cúbico
O que é c-BN?
c-BN é um derivado de Nitreto de boro hexagonal (h-BN) formado sob alta temperatura e pressão.
A maior especialidade de Nitreto de boro cúbico é que ele ocupa o lugar de segundo material mais duro do mundo. A resistência mecânica do Nitreto de boro cúbico é popular e está no mesmo nível do diamante. É um dos polimorfos mais populares do Boro Nitreto.
A estrutura básica do c-Bn é cristalina, com arranjo alternado de átomos de boro e nitrogênio. Aqui, os átomos de boro e nitrogênio seguem ligações covalentes, que são a razão fundamental da dureza e estabilidade térmica. Possui densidade em torno de 3,5 g/cm³ e apresenta coloração amarelo-claro ou transparente.
Propriedades do nitreto de boro cúbico
O C-BN também é um semicondutor brilhante; com o aumento da pressão durante a fabricação, as bandas proibidas do C-BN são frequentemente suscetíveis a mudanças ainda maiores. A banda proibida ajuda a se destacar como isolante elétrico. Nitreto de boro cúbico A condutividade térmica é de cerca de 1300 kW/Mk. Permanecem inertes e possuem baixa constante dielétrica.
A reatividade do c-BN é tal que ele permanece não respondente mesmo a materiais ferrosos. A faixa óptica fornecida por nitreto de boro cúbico varia do ultravioleta ao espectro visível. Os dois tipos populares de c-Bn disponíveis atualmente no mercado são o nitreto de boro cúbico denso e o nitreto de boro cúbico policristalino. Nitreto de boro cúbico Fórmula é dado como c-BN.
Nitreto de Boro Cúbico vs. Diamante
O que é mais duro que o diamante?
Embora não seja mais duro que o diamante, nitreto de boro cúbico tem seu lugar especial quando comparado ao diamante. Dureza do nitreto de boro cúbico é de 4500 Kg/mm2, o que pode ser firmemente comparado com o diamante de dureza em torno de 600 Kg/mm2. O valor do módulo de Young e do bulk também está em uma faixa similar de 800 – 1000 e 370 – 450.
Além disso, em termos de estrutura, assim como o diamante, o c-BN possui dois átomos de base diferentes. A semelhança entre o diamante e o c-BN é geralmente atribuída à estrutura similar que possuem. No entanto, o c-BN e suas propriedades elétricas podem ser manipulados com a ajuda de impurezas do tipo p e n. Isso os diferencia do diamante em termos de funcionalidade.
Usos do nitreto cúbico de boro
Nitreto de boro cúbico Apresenta módulo de Young e módulo de volume maior, tanto para o carboneto de boro quanto para o carboneto de silício. Este mesmo motivo contribui fortemente para a dureza do nitreto de boro cúbico. A dureza os torna adequados como abrasivos e os torna parte integrante de material de ferramenta de corte cbn. Geralmente, o c-Bn denso é usado para aplicações de corte e o tipo poroso para requisitos de retificação.
O C-BN é utilizado em aplicações versáteis de corte e usinagem devido à sua natureza inerte. Ao contrário do diamante, ele não reage ao ferro. O c-Bn convencional requer manipulação para ser utilizado em aplicações de corte. Isso geralmente é feito durante a conversão de h-Bn em c-Bn durante a sinterização.
O c-BN policristalino com ligante é frequentemente útil em ambientes altamente abrasivos. A imagem é mostrada abaixo. Além da dureza Nitreto de boro cúbico Também se destaca em aplicações elétricas. Devido à sua ampla banda proibida, o Bn atua como isolante elétrico. Também desempenha um papel crucial como dissipador de calor em lasers, dispositivos microeletrônicos e LEDs.
Ao revestir alumínio e metais do Grupo 8, a funcionalidade do c-BN de se tornar um dissipador de calor é popular na indústria eletrônica. O C-BN também é valioso durante a síntese de semicondutores para obter os tipos p e N por meio de dopagem adequada. Os materiais comuns usados para dopagem são silício ou berílio. Esses semicondutores trabalham em altas temperaturas e são usados em sensores UV.
rodas de desbaste c-BN
A invenção de rodas de desbaste c-BN merecia a fabricação de precisão devido ao aumento da eficiência. Essas rodas contribuíram para indústrias como a aeroespacial, de máquinas, de produção de ferramentas e automobilística. rodas de desbaste c-BN Também oferecem alta dureza e bom desempenho em comparação com SiC e Alumina. Ao contrário do diamante, garantem integridade em temperaturas de trabalho mais altas, sem degradação.
As rodas de c-BN Suportam altas temperaturas e, portanto, lidam com a quantidade de calor gerada durante o processo. Além disso, oferecem economia de custos devido à sua maior resistência ao desgaste, o que é economicamente vantajoso. O acabamento superficial é apreciável e o desperdício de peças também é menor. rodas de desbaste c-BN. Também garante menor tempo de ciclo, pois tarefas são feitas de forma mais rápida e precisa.
Rodas superabrasivas – ou roda diamantada cBN
As rodas superabrasivas são as que diferem das rodas convencionais de Sic e Alumina. São feitas de c-Bn e diamante. A roda superabrasiva oferece melhor condutividade térmica, limitando o aumento da temperatura da peça. roda de diamante c-Bn também oferecem alta precisão e exatidão de corte que contribuem para uma maior vida útil.
Conclusão
Nitreto de boro cúbico É desejável na ciência moderna e na fabricação de materiais. São competitivos quando comparados a materiais como o diamante. Destacam-se em propriedades como dureza, resistência e isolamento elétrico. A ampla lacuna de banda, a natureza inerte, a baixa constante dielétrica e as especialidades ópticas são outros fatores de mérito.