Cerâmica de nitreto de boro
A cerâmica de nitreto de boro pode ser sinterizada a partir das matérias-primas bn (nitreto de boro), nitreto de boro hexagonal e nitreto de boro cúbico. A fórmula do nitreto de boro é BN, e a estrutura do nitreto de boro inclui nitreto de boro hexagonal (HBN), nitreto de boro romboédrico (RBN), nitreto de boro cúbico (CBN) e nitreto de boro wurtzita (WBN).
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Cerâmica de nitreto de boro
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Sua cerâmica de nitreto de boro torneada
O nitreto de boro é um cristal composto por átomos de nitrogênio e átomos de boro, com fórmula molecular BN e peso molecular de 24,81. A composição química é 43,6% de boro, 56,4% de nitrogênio e a densidade teórica é 2,27g/cm3. O pó de nitreto de boro possui propriedades como soltura, lubrificação, leveza, absorção de umidade e cor branca. Os produtos de nitreto de boro são branco-marfim. Atualmente, o nitreto de boro concentra-se principalmente em sua fase hexagonal (H-BN) e fase cúbica (C-BN). Os principais usos do C-BN são: ferramentas de corte, abrasivos e abrasivos, que podem ser usados para cortar todos os metais e não metais, incluindo metais ferrosos, e para acabamento. A estrutura e as propriedades do H-BN são semelhantes às do grafite, sendo um bom material lubrificante de alta temperatura e material de isolamento elétrico de alta temperatura. Portanto, devido às suas diferentes estruturas, o nitreto de boro pode ser usado em diferentes situações e pode ser moldado em diferentes cerâmicas.
Nitreto de boro
Expositor de produtos cerâmicos
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A condutividade térmica da cerâmica de nitreto de boro é semelhante à do metal e é amplamente utilizada em algumas aplicações que exigem dissipação de calor eficiente. A cerâmica de nitreto de boro é resistente a altas temperaturas e pode operar em ambientes acima de 2.000 °C.
As cerâmicas de nitreto de boro têm uma estrutura em camadas semelhante à do grafite, o que destaca suas propriedades autodeslizantes sob alta temperatura e pressão, o que pode reduzir o desgaste em grande medida.
Cadinho cerâmico de nitreto de boro
Cadinho cônico de nitreto de boro
Cadinho pequeno de nitreto de boro
Características da cerâmica de nitreto de boro
Desempenho térmico
O nitreto de boro possui excelente estabilidade térmica e pode suportar altas temperaturas sem decomposição significativa. Mantém sua integridade estrutural mesmo em temperaturas superiores a 1000 °C.
Propriedades elétricas
Tem as vantagens de boa rigidez dielétrica, baixa constante dielétrica, baixa perda em alta frequência, penetração de micro-ondas e bom isolamento elétrico.
Propriedades Mecânicas
Tem as vantagens de não ser abrasivo, ter baixo desgaste, ser seguro dimensionalmente, ter boa lubrificação, ser resistente ao fogo e ser fácil de processar.
Propriedades Químicas
Tem as vantagens de não ser tóxico, ter estabilidade química, ser resistente à corrosão, ter resistência à oxidação, ter baixa umidade, ser biológico e não ser pegajoso.
A diferença entre nitreto de boro hexagonal (h-BN) e nitreto de boro cúbico (c-BN)
nitreto de boro hexagonal (h-BN) e nitreto de boro cúbico (c-BN) são ambos nitreto de boro, mas devido às diferentes estruturas cristalinas e propriedades, suas aplicações são muito diferentes.
A resistência mecânica do nitreto de boro em fase hexagonal é menor que a do nitreto de boro em fase cúbica, mas ambos apresentam boa resistência ao calor e à corrosão.
Propriedades mecânicas da cerâmica de nitreto de boro
| Nome | Nitreto de boro | |||
| Característica | Nitreto de boro hexagonal (h-BN) | Nitreto de boro em fase cúbica (c-BN) | ||
| Estrutura Cristalina | Hexagonal | Cúbico | ||
| Constante de rede (Å) | a = 2,504, c = 6,657 | a = 3,615 | ||
| Densidade (g/cm³) | 2.15 | 3.45 | ||
| Dureza (Dureza de Mohs) | 1-2 | 9-10 | ||
Propriedades físicas do nitreto de boro
| Nome | Nitreto de boro | |||
| Característica | Hexagonal | Cúbico | ||
| Condutividade térmica (W/mK) | 600-700 | 2000-2700 | ||
| Condutividade (S/m) | 10⁻¹⁵ | 10⁻¹⁰ - 10⁻⁸ | ||
| Resistência ao calor | Estável em altas temperaturas, adequado para aplicações de alta temperatura | Estável em altas temperaturas, adequado para aplicações de alta temperatura | ||
| Resistência ao Ataque Químico | Boa resistência a ácidos e bases | Boa resistência a ácidos e bases | ||
| Resistência mecânica | Baixo | Muito alto | ||
| Propriedades ópticas | Transparente, alta transmitância óptica | Translúcido, propriedades ópticas semelhantes ao diamante | ||
| Aplicações | Lubrificantes, materiais isolantes, reforços cerâmicos | Ferramentas de alta temperatura/alta pressão, abrasivos, ferramentas de corte | ||
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Para a produção de produtos cerâmicos de nitreto de boro, dispomos de monitoramento preciso de todo o processo e diversos instrumentos de teste online, como medidores de distribuição granulométrica a laser, medidores de desempenho abrangente de pós e medidores de coordenadas tridimensionais, para implementar todo o processo, desde a matéria-prima e os processos de fabricação até a precisão, processamento e controle de qualidade. A empresa adota a gestão "6S", com foco na prevenção e na melhoria contínua, aderindo aos objetivos e ao sistema de gestão de "tecnologia avançada, produtos de alta qualidade e serviços de alta qualidade".
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Cerâmica para diferentes indústrias
A cerâmica é amplamente utilizada em vários campos, incluindo eletrônica, indústria química, engenharia mecânica, dispositivos médicos, pesquisa e ambientes laboratoriais.
Automotivo
As cerâmicas são utilizadas em aplicações automotivas, como componentes de motores, rolamentos, turbocompressores e válvulas de recirculação de gases de escape (EGR). Sua alta resistência, estabilidade térmica e resistência ao desgaste as tornam ideais para essas aplicações exigentes.
Aeroespacial
As cerâmicas são empregadas na indústria aeroespacial em componentes como pás de turbinas, revestimentos de câmaras de combustão, escudos térmicos e mancais. Sua leveza, resistência a altas temperaturas e excelentes propriedades mecânicas contribuem para um melhor desempenho e eficiência de combustível.
Dispositivos eletrônicos
As cerâmicas são utilizadas na indústria eletrônica em aplicações como substratos, isolantes e encapsulamentos. Suas excelentes propriedades de isolamento elétrico, alta condutividade térmica e estabilidade química as tornam adequadas para dispositivos e circuitos eletrônicos.
Energia e Poder
As cerâmicas encontram aplicações no setor de energia e geração de energia, incluindo componentes para turbinas a gás, células solares, trocadores de calor e sensores de alta temperatura. Sua resistência ao choque térmico, isolamento elétrico e estabilidade química são vantajosas nessas aplicações relacionadas à energia.
Ferramentas de corte e abrasivos
As cerâmicas são utilizadas na fabricação de ferramentas de corte e abrasivos devido à sua alta dureza, resistência ao desgaste e estabilidade térmica. São empregadas em operações de usinagem, retificação e corte em diversos setores.
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Processo de produção de cerâmica de nitreto de boro
Como a alta condutividade térmica da cerâmica de nitreto de boro se compara a outras cerâmicas?
A alta condutividade térmica da cerâmica de nitreto de boro se destaca entre outros materiais cerâmicos, geralmente na faixa de 100-200 W/(m·K), o que é bastante elevado. Além disso, sua estrutura cristalina em camadas é semelhante à do grafite. Essa estrutura permite que o calor seja rapidamente conduzido no material, o que é uma razão importante para a alta condutividade térmica. Portanto, ela pode ser frequentemente observada em aplicações que exigem estritamente condutividade térmica.
Por que a cerâmica de nitreto de boro é um material isolante ideal?
A resistência da cerâmica de nitreto de boro é muito alta, geralmente entre 10^13 e 10^16 Ω·cm. Ao mesmo tempo, a constante dielétrica é geralmente baixa e a perda dielétrica também é pequena, o que também é uma de suas vantagens. A alta tensão suportável permite que ela não seja facilmente quebrada pela tensão e pode garantir a transmissão de sinais de dispositivos eletrônicos de alta frequência e micro-ondas, tornando-a um material isolante ideal para diversos equipamentos elétricos e eletrônicos.
Qual é a estabilidade ao choque térmico da cerâmica de nitreto de boro?
O ponto de fusão da cerâmica de nitreto de boro é muito alto, atingindo mais de 3.000 °C, e possui excelente estabilidade ao choque térmico, não apresentando trincas mesmo em caso de mudanças drásticas de temperatura. O coeficiente de expansão térmica relativamente baixo garante que o volume não sofra grandes alterações durante o processo de aquecimento. Ao mesmo tempo, a cerâmica de nitreto de boro apresenta excelente resistência à corrosão por oxidação em altas temperaturas devido à adesão da película de óxido. Essas características a tornam a escolha ideal para diversas aplicações em altas temperaturas.
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