Bor nitrür nanolevhalar, korozyonla atom seviyesinde mücadele eden yeni bir teknolojidir. İnsan saçından yaklaşık 10.000 kat daha ince, bir atom kalınlığındaki bu malzeme, ekipman yüzeylerinizi korozyondan etkili bir şekilde korur!
The bor nitrür Nanomalzeme güçlü ısı iletkenliğine, elektrik yalıtımına ve yüksek sıcaklık direncine sahiptir. BNN'ler aşırı mekanik streslerde kırılmaz, yüksek termal bütünlüğe ve kimyasal atalete sahiptir.
Bu kılavuzda, BNN'lerin özelliklerini inceleyecek ve bu nanomalzemenin neden korozyon önleyici cephaneliğinizin bir parçası olması gerektiğini açıklayacağız. Ayrıca, yumuşak çeliğe uygulanan BNN'lerin bir vaka çalışmasını analiz edeceğiz. Daha sonra, bor nitrür nanolevhaların gelecekteki perspektiflerini ele alacağız.
Hadi başlayalım!
Metal Koruması İçin Bor Nitrür Nanolevhalar
Bor nitrür nanolevhaları vardır altıgen bir yapıda düzenlenmiş tek bor nitrür katmanlarıBor nitrürden elde edilen, mükemmel mekanik ve kimyasal özelliklere sahip iki boyutlu bir nano malzeme türüdür.
2D malzemeler şunlardır: bakır[1], çelik ve diğer metaller için etkili korozyon önleyici kaplamalarKompozit malzemelerde dolgu maddesi olarak kullanılırlar veya kaplama olarak kullanılırlar.
Bazı endüstriler bağlayıcı içermeyen BNN kaplamalarını doğrudan metal yüzeye uygularken, diğerleri bağlayıcı bazlı kaplamalarına BNN ekler.
1. Bor Nitrür Nanosayfaları Korozyonu Nasıl Önler?
Tipik olarak, 10 nm'ye kadar kalınlığa sahip çok katmanlı bor nitrür nano tabakaları, üstün bariyer özelliklerine sahiptir; bunlar arasında şunlar yer alır: geniş yüzey alanı. Geleneksel korozyon çözümlerinin çoğunda bulunmayan bir özellik.
2 boyutlu yapısı şunu sunar: olağanüstü boyutluluk dolgu maddesi veya nanokompozit kaplama olarak kullanılmak üzere.
Bor nitrür nano tabakaları, ~ dahil olmak üzere üst düzey mekanik özellikler göstermektedir32 GPa eğilme modülü Ve 2.000 W/mK'ye kadar ısı iletkenliğiBu özellikleri onu aşırı termal ortamlarda verimli kılar.
Geçirgenlikleri nedeniyle, bir BN nanosheet bariyer tabakası kimyasal olarak kararlı ve sağlam yapısı nedeniyle güçlü sigma bağları. BN nanolevhalarda sarkan bağların bulunmaması, zorlu çalışma koşullarında bile dayanıklılığını ve direncini artırmaktadır.
2. Bor Nitrür Nanolevhaların Avantajları
-
Yüksek su geçirmezlik: BN nano malzemesi, dış maddelerin veya parçacıkların içeri girmesine izin vermeyen yenilmez bir kaplama sağlar
-
Elektriksel izolasyon: Galvanik korozyona neden olmazlar
-
Isıl kararlılık: BNN'ler aşırı termal koşullarda faz dönüşümlerine veya bozulmaya uğramazlar, bu da alttaki metalin ömrünü uzatır
-
Kimyasal kararlılık: 800 santigrat derecenin üzerinde oksidasyon direncine sahip olduklarından kimyasal ve yüksek sıcaklıklı çalışma koşullarında kullanıma uygundurlar.
-
Geniş bant aralığı (5-6 eV): Yüksek gerilim ve yüksek sıcaklık koşullarına sahip endüstriler de dahil olmak üzere metal ekipmanların uygulama alanını çeşitlendirir.
-
Toksik olmayan: BNN'ler, krom gibi toksik maddelere kıyasla çevre dostu bir malzemedir
Yumuşak Çelik Yüzey Koruması için Altıgen Bor Nitrür (h-BN) Nanosayfalarının Vaka Çalışması
Bu çalışmada, bor nitrür nano tabakaları yumuşak çelik üzerine başarıyla biriktirilmiştir. kimyasal buhar birikimi (CVD). 80% BNN'lerden oluşan kaplama, 1.200°C'de biriktirme işlemine tabi tutulmuştur. Yumuşak çelik şeritler, 5% HCl ile temizlenmiş ve NaOH ile temizlenmiştir.
Gözlemler:
Kaynak: researchgate.net
Şekil (a), BN nano tabakalarla kaplanmış yumuşak çelik alt tabakaların Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) görüntülerini göstermektedir.
Şekil (b): FTIR spektroskopisi BNN'lerle kaplanmış yumuşak çelik numunelerinin 1330 cm-1 ve 760 cm-1'de iki karakteristik tepe noktası gösterdiği görülmüştür.
Şekil (c)'de, Raman Spektroskopisi BNN'ler ile kaplanmış yumuşak çeliğin 1377,69 cm−1 (ticari BN) ve 1366,49 cm−1'de iki iletim tepe noktası gösterdiği görülmüştür.
Şekil (d), korozyon potansiyelinde negatif değerlere doğru karakteristik bir kayma olduğunu göstermektedir.
Çözüm:
BNN kaplı yumuşak çeliğin korozyon yoğunluğundaki değişim, korozyon yoğunluğunda karakteristik bir azalmaya (Icorr) neden olur. Bu, BNN kaplamanın iyon oksidasyonunu engelleme ve oksijen indirgemesini artırmadaki etkinliği.
Korozyon potansiyelindeki negatif kayma, şunu ifade eder: BNN kaplaması elektriksel yalıtım sağlamada etkiliydi, katodik kaplama görevi gördü ve galvanik korozyonu önledi.
Sıkça Sorulan Sorular
1. Bor Nitrür Nanosheet Kaplamalarda Hangi Metaller Verimli Bir Şekilde Kullanılır?
Araştırmalar sonucunda BNN kaplamalarıyla iyi uyum sağlayan metallerin bakır ve çelik olduğu ortaya çıktı.
2. Bor Nitrür Nanolevhalar Grafen Alternatiflerinden Daha mı İyi?
Evet, bor nitrür levhalar, üstün kimyasal ve termal bütünlükleri nedeniyle grafenden daha iyidir. Mükemmel elektrik yalıtkanlarıdır ve alttaki metalle reaksiyona girmemelerini sağlarlar. Ancak grafen, alttaki metalde galvanik korozyona neden olur.
3. Bor Nitrür Nanolevhaların Dezavantajları Nelerdir?
BN nanolevhaların maliyeti, geleneksel korozyon önleme yöntemlerinden daha yüksektir. Ayrıca, kaplamak istediğiniz metalden emin olmanız gerekir.
4. Bor Nitrür Nanolevhalar Korozyonu Önlemede Geleneksel Yöntemlerden Daha mı İyi?
Evet, BNN'ler olağanüstü termal kararlılıkları, geniş bant aralıkları, kimyasal kararlılıkları ve mekanik dayanıklılıkları nedeniyle daha iyidir. Ayrıca düşük elektrik iletkenliğine, etkileyici termal şok direncine ve yüksek dielektrik sabitine sahiptirler.
Korozyon Sorunu
Korozyon, bir metalin su, oksijen ve klorür iyonları gibi aşındırıcı maddelere maruz kaldığında kimyasal ve elektrokimyasal özelliklerinin kademeli olarak bozulmasıdır. Sonunda metal parlaklığını, mekanik mukavemetini ve bütünlüğünü kaybeder.
Geleneksel korozyon koruma yöntemleri, korozyonu iyileştirmiyor gibi görünüyor. Dünya çapındaki yıllık kayıplar küresel GSYİH'nın yaklaşık 3%'sini oluşturmaktadır [2] (gayri safi yurtiçi hasıla).
Bor Nitrür Nanolevhalarının Gelecek Perspektifleri
Bu makale, şirketlerin korozyon nedeniyle her zaman zarara uğraması gerektiği yönündeki uzun süredir devam eden inancı çürütüyor. Nanomalzemeler bu anlayışı değiştiriyor.
Bor nitrür nanolevhalar, araştırmaları henüz başlangıç aşamasında olan yeni bir teknolojidir. Ancak fizikçiler, nanomalzemelerin metal korozyonu ve tıp, enerji ve çevre koruma gibi diğer endüstriyel kullanımlar için muazzam yetenekler sunduğunu keşfettiler.
Malzeme biliminde [3], nano parçacıklar veya nanomalzemeler, nano ölçekli mühendislikte umut vadeden bir geleceğe sahiptir. Nano parçacıkların kendi kendini onaran ve kendi kendini birleştiren malzemeler yaratacağı yer burasıdır. Mühendisler, köprüler ve altyapılar oluşturmak için nanomekaniği kullanacaktır.
Nanomedikal [4] artık oldukça ilerlemiş durumda, zira doktorlar kanser ve tümör gibi kronik hastalıkları tedavi etmenin karmaşık bir yolunu buluyor gibi görünüyor.
Bizimle Konuşun!
Ziyaret edin web sitesi Bor nitrür nano tabakaları ve diğer gelişmiş endüstriyel malzemeler hakkında daha fazla bilgi edinmek için. Alternatif olarak, bugün bizimle konuşun ve korozyon önleme planınızı fütüristik bir nanomalzemeyle başlatın!