Нитрид бора это передовая керамика, известная своими превосходными свойствами, которая доступна как в порошкообразной, так и в твердой форме. Она состоит из Бор Азот связи с различными структурными формами, одна из которых Кубический нитрид бора. Мы подробно рассмотрим этот металл в следующем параграфе.
Нитрид бора: обзор
Другое название Нитрид бора представляет собой белый графен, когда он существует в твердой форме. Нитрид бора обеспечивает хорошую обрабатываемость, имеет более высокую теплоемкость и является хорошим электроизолятором. Еще одна специальность Нитрид бора то есть, после механической обработки они фактически не требуют термического спекания или какой-либо обработки. химия БН почти как углерод из-за наличия изоэлектронного явления.
Нитрид бора Химическая формула обозначается как «BN». соединение BN имеет как атомы бора, так и азота. Расположение бора и азота в решетке порождает различные Структуры БН. Существуют различные формы Bn, такие как a-BN, h-BN, c-BN и w-BN.
Гексагональный нитрид бора (h-BN)
Гексагональный нитрид бора входит в состав многих промышленных продуктов, в том числе косметики. В структуре гексагонального нитрида бора элементы бор и азот закреплены в кристаллической решетке прочными ковалентными связями. Его структура похожа на структуру графена.
Три атома азота прикреплены к атому бора в Структура HBN. Сходство в сотах шестиугольных Структура HBN является причиной его аналогии с углеродом. Слои подчиняются силам блуждания Ваальса, а пластинчатая геометрия делает их идеальными в качестве смазочных сред. Такие свойства, как механическая, химическая прочность и электроизоляция, обусловлены плоскими треугольными связями
Другие превосходные свойства, которые соответствуют Структура HBN являются его теплопроводность и низкий коэффициент трения. Гексагональный нитрид бора обычно производится путем азотирования оксида бора при повышенных температурах. H-BN стабилен при 1000 °C в нормальных условиях, что превышает условия вакуума или инертности. Поскольку стабильность ближе к графену, Гексагональный нитрид бора часто признается самой передовой технической керамикой.
Применение гексагонального нитрида бора
-
Используется в устройствах наноэлектроники в качестве замены графеновой подложки.
-
Гексагональный нитрид бора в тонкой форме используется в качестве покрытий, устойчивых к коррозии.
-
Часто используется в производстве сенсорных материалов.
-
Он используется в электронном туннелировании из-за низкого значения диэлектрической проницаемости.
Кубический нитрид бора
Что такое c-BN?
c-BN является производным Гексагональный нитрид бора (h-BN) Образуется под воздействием высокой температуры и давления.
Самая большая специализация Кубический нитрид бора является то, что он занимает второе место среди самых твердых материалов в мире. Механическая прочность Кубический нитрид бора популярен и находится на одном уровне с алмазом. Это один из самых популярных полиморфов Бора Нитрид.
Основная структура c-Bn является кристаллической с чередующимся расположением атомов бора и азота. Здесь атомы бора и азота следуют ковалентной связи, что является основной причиной твердости и термической стабильности. Он имеет плотность около 3,5 г/см3 и выглядит бледно-желтым или прозрачным.
Свойства кубического нитрида бора
C-BN также является блестящим полупроводником, при увеличении давления во время производства запрещенные зоны c-BN часто подвержены изменениям большего размера. Запрещенная зона помогает преуспеть в качестве электрического изолятора. Кубический нитрид бора Теплопроводность составляет около 1300 кВт/Мк. Они остаются инертными и обладают низким значением диэлектрической проницаемости.
Реакционная способность c-BN такова, что они остаются даже невосприимчивыми к железным материалам. Оптический диапазон, который они имеют дело кубический нитрид бора варьируется от ультрафиолетового до видимого спектра. Два популярных типа c-Bn, доступных сегодня на рынке, — это плотный кубический нитрид бора и поликристаллический кубический нитрид бора. Кубический нитрид бора Формула обозначается как c-BN.
Кубический нитрид бора против алмаза
Что твёрже алмаза?
Хотя он и не твёрже алмаза, кубический нитрид бора занимает особое место по сравнению с алмазом. Твёрдость кубического нитрида бора составляет 4500 кг/мм2, что можно уверенно сравнить с алмазом, твердость которого составляет около 600 кг/мм2. Значение модуля упругости как Юнга, так и объемного также находится в аналогичном диапазоне 800–1000 и 370–450.
Кроме того, когда дело доходит до структуры, как и у алмаза, у c-BN есть два базовых атома, которые отличаются. Сходство алмаза и c-BN обычно объясняется схожестью их структуры. Однако c-BN и его электрические свойства можно изменять с помощью примесей p и n типа. Это отличает их от алмаза, когда дело касается функциональности.
Кубический нитрид бора использует
Кубический нитрид бора проявляет как Юнга, так и объемный модуль больше карбида бора и карбида кремния. Эта причина сильно способствует твердости кубический нитрид бора. Твердость делает их пригодными в качестве абразивов и делает их неотъемлемой частью материал режущего инструмента cbn. Обычно плотный c-Bn используется для резки, а пористый тип — для шлифования.
C-BN применяется в различных областях резки и обработки благодаря своей инертной природе. В отличие от алмаза он не реагирует на железо. Обычный c-Bn требует манипуляций для использования в области резки. Обычно это делается во время преобразования h-Bn в c-Bn при спекании.
Поликристаллический c-BN со связующим часто находит применение в высокоабразивных средах, изображение показано ниже. Помимо твердости Кубический нитрид бора также отлично подходит для электрических приложений. Bn из-за его широкой запрещенной зоны используется в качестве электроизоляторов. Они также играют важную роль в качестве теплоотвода в лазерах, микроэлектронных устройствах и светодиодах.
Покрывая алюминий и металлы группы 8, c-BN функциональность становится стоком популярной в электронной промышленности. C-BN также находит ценность во время синтеза полупроводников для получения p и N типа путем надлежащего легирования. Обычными материалами, используемыми для легирования, являются кремний или бериллий. Эти полупроводники работают при высокой температуре и используются в УФ-датчиках.
шлифовальные круги c-BN
Изобретение шлифовальные круги c-BN заслужили точность изготовления из-за повышения эффективности. Такие колеса внесли вклад в такие отрасли, как аэрокосмическая промышленность, машиностроение, производство инструментов и автомобилестроение. шлифовальные круги c-BN также предлагают высокую твердость и хорошую производительность по сравнению с SiC и глиноземом. Они обеспечивают целостность при более высокой рабочей температуре без деградации в отличие от алмаза.
Колеса с-БН могут выдерживать высокую температуру и, следовательно, справляться с количеством тепла, выделяемого в процессе. Они также обеспечивают экономию средств благодаря более высокой стойкости к износу, что экономически выгодно. Отделка поверхности заметна, а отходы заготовки также меньше, когда дело доходит до шлифовальные круги c-BN. Это также обеспечивает меньшее время цикла, так как задачи выполняются быстрее и точнее.
Суперабразивные круги – или алмазный круг cBN
Суперабразивные круги отличаются от обычных кругов из Sic и Alumina. Они сделаны из c-Bn и алмаза. Суперабразивный круг обеспечивает лучшую теплопроводность, ограничивая повышение температуры заготовки. алмазный круг c-Bn также обеспечивают высокую точность и аккуратность резки, что способствует увеличению срока службы.
Заключение
Кубический нитрид бора желательны в современной науке и производстве материалов. Они конкурентоспособны по сравнению с такими материалами, как алмаз. Они превосходят по таким свойствам, как твердость, прочность и электроизоляция. Широкая запрещенная зона, инертная природа, низкая диэлектрическая постоянная и оптические особенности являются другими факторами заслуги.