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)
Hexagonal boron nitride is a component of many industrial products, including cosmetics. In the structure of hexagonal boron nitride, the elements boron and nitrogen are fixed to the crystal lattice by strong covalent bonds. Its structure is similar to that of graphene.
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.