Bor Nitrür üstün özellikleriyle bilinen, hem toz hem de katı formlarda bulunan gelişmiş bir seramiktir. Şunlardan oluşur: Bor Azotu farklı yapısal biçimlere sahip bağlar, bunlardan biri Kübik Bor NitrürBu metali bir sonraki paragrafta detaylı olarak inceleyeceğiz.
Bor Nitrür: Genel Bakış
Diğer adı Bor Nitrür Katı halde bulunduğunda beyaz grafendir. Bor Nitrür iyi işlenebilirlik sunar, daha yüksek ısı kapasitesine sahiptir ve iyi bir elektrik yalıtkanıdır. Bir başka uzmanlık alanı da Bor Nitrür Yani, bir kez işlendikten sonra herhangi bir ısı sinterleme veya işleme ihtiyaç duymazlar. Bn kimyası izoelektronik olayın varlığı nedeniyle karbona çok benzer.
Bor Nitrür kimyasal formülü “BN” olarak verilmiştir. BN bileşiği hem Bor hem de Azot atomları vardır. Bor ve Azot'un kafesteki konumu farklı üretir BN yapılarıBn'nin a-BN, h-BN, c-BN ve w-BN gibi farklı formları vardır.
Altıgen Bor Nitrür (h-BN)
Altıgen bor nitrür kozmetikler de dahil olmak üzere birçok endüstriyel ürünün bir bileşenidir. Hekzagonal bor nitrürün yapısında, bor ve azot elementleri güçlü kovalent bağlarla kristal kafese sabitlenmiştir. Yapısı grafene benzerdir.
Üç nitrojen atomu Bor Atomuna sabitlenmiştir HBN yapısıPetek altıgenindeki benzerlik HBN yapısı karbonla benzetilmesinin sebebi budur. Katmanlar, dolaşma Waals kuvvetlerine uyar ve plaka benzeri geometri, onları yağlama ortamları olarak ideal hale getirir. Mekanik, kimyasal dayanıklılık ve elektrik yalıtımı gibi özellikler, düzlemsel üçgen bağlardan kaynaklanır
Karşılık gelen diğer üstün özellikler HBN yapısı ısı iletkenliği ve düşük sürtünme katsayısıdır. Altıgen Bor Nitrür yaygın olarak yüksek sıcaklıklarda Borik Oksit nitrürlemesi ile üretilir. H-BN, vakum veya inert için aşan normal koşullar altında 1000 degC'de kararlıdır. Kararlılık grafene daha yakın olduğundan, Altıgen Bor Nitrür Genellikle en gelişmiş teknik seramik olarak kabul edilir.
Hekzagonal Bor Nitrür Uygulamaları
-
Nanoelektronik cihazlarda grafen alt tabakasının yerine kullanılır
-
İnce formdaki Hekzagonal Bor Nitrür, korozyona dirençli kaplamalar olarak kullanılır
-
Genellikle sensör malzemelerinin üretiminde yer alır
-
Dielektrik sabitinin düşük olmasından dolayı elektron tünellemede kullanılır.
Kübik Bor Nitrür
c-BN nedir?
c-BN'nin bir türevidir Altıgen Bor Nitrür (h-BN) Yüksek sıcaklık ve basınç altında oluşmuştur.
En büyük uzmanlığı Kübik Bor Nitrür dünyanın en sert ikinci malzemesi konumunda olmasıdır. Mekanik mukavemeti Kübik Bor nitrür popülerdir ve elmasla eşdeğerdir. Boron'un en popüler polimorflarından biridir Nitrür.
c-Bn'nin temel yapısı Bor ve Azot atomlarının alternatif düzenlemesiyle kristaldir. Burada Bor Azot atomları, sertliğin ve termal kararlılığın temel nedeni olan kovalent bağları takip eder. Yoğunluğu yaklaşık 3,5 g/cm3'tür ve soluk sarı veya şeffaf görünür.
Kübik Bor Nitrür Özellikleri
C-BN aynı zamanda parlak bir yarı iletkendir, c-BN bant aralıkları üretilirken artan basınç üzerine genellikle daha büyük değişikliklere duyarlıdır. Bant aralığı elektrik yalıtkanı olarak mükemmelleşmeye yardımcı olur. Kübik Bor Nitrür'ün ısı iletkenliği 1300 KW/Mk civarındadır. İnert kalırlar ve düşük dielektrik sabiti değerine sahiptirler.
c-BN'nin reaktifliği, demirli malzemelere bile tepkisiz kalmalarını sağlayacak şekildedir. Ele alınan optik aralık Kübik bor nitrür Ultraviyole'den görünür spektruma kadar değişir. Günümüzde piyasada bulunan iki popüler c-Bn türü yoğun kübik bor nitrür ve polikristalin kübik Bor Nitrürdür. Kübik Bor Nitrür Formül c-BN olarak verilir.
Kübik Bor Nitrür ve Elmas
Elmastan daha sert olan nedir?
Elmastan daha sert olmasa da, Kübik Bor nitrür Elmasla karşılaştırıldığında özel bir yere sahiptir. Kübik Bor Nitrür sertliği 4500 Kg/mm2 olup, sertliği 600 Kg/mm2 civarında olan elmas ile rahatlıkla karşılaştırılabilir. Hem Young hem de bulk modül değerleri de benzer şekilde 800-1000 ve 370-450 aralığındadır.
Ayrıca, yapı söz konusu olduğunda, elmas gibi, c-BN'nin de farklı iki baz atomu vardır. Hem elmasın hem de c-BN'nin benzerliği genellikle sahip oldukları benzer yapıya atfedilir. Ancak, c-BN ve elektriksel özellikleri p ve n tipi safsızlıkların yardımıyla manipüle edilebilir. Bu, işlevsellik söz konusu olduğunda onları elmastan farklı kılar.
Kübik Bor Nitrür kullanımları
Kübik Bor Nitrür hem genç hem de yığın modülü daha büyük Bor Karbür ve Silisyum Karbür sergiler. Bu sebep, sertliğe güçlü bir şekilde katkıda bulunur Kübik Bor NitrürSertlik, onları aşındırıcı olarak uygun hale getirir ve onları ayrılmaz bir parçası haline getirir. cbn kesici takım malzemesi. Genellikle kesme uygulamaları için Yoğun c-Bn, taşlama ihtiyaçları için ise gözenekli tip kullanılır.
C-BN, eylemsiz yapısı nedeniyle Kesme ve işlemede çok yönlü uygulamalara konur. Elmasın aksine demire tepki vermez. Geleneksel c-Bn, kesme uygulamasında kullanmak için manipülasyon gerektirir. Bu genellikle sinterleme sırasında h-Bn'nin c-Bn'ye dönüştürülmesi sırasında yapılır.
Bağlayıcılı polikristalin c-BN genellikle aşındırıcı ortamlarda kullanışlıdır, Resim aşağıda gösterilmiştir. Sertlik dışında Kübik bor nitrür ayrıca elektrik uygulamalarında da mükemmeldir. Bn geniş bant aralığı nedeniyle elektrik yalıtkanları olarak kullanılır. Ayrıca lazerlerde, mikroelektronik cihazlarda ve LED'lerde ısı emici olarak önemli bir rol oynarlar.
Alüminyum ve Grup 8 metallerini kaplayarak, c-BN'nin bir lavabo olma işlevi elektronik endüstrisinde popülerdir. C-BN ayrıca, uygun doping ile p ve N tipi elde etmek için yarı iletken sentezi sırasında değer bulur. Doping için kullanılan yaygın malzemeler Silisyum veya Berilyumdur. Bu yarı iletkenler yüksek sıcaklıkta çalışır ve UV sensörlerinde kullanılır.
c-BN taşlama taşları
İcadı c-BN taşlama taşları Verimlilikteki artış nedeniyle hassas üretime hak kazanmıştır. Bu tür tekerlekler havacılık, makine, takım üretimi ve otomobil gibi endüstrilere katkıda bulunmuştur. c-BN taşlama taşları Ayrıca SiC ve Alümina ile karşılaştırıldığında yüksek sertlik ve iyi performans sunarlar. Elmasın aksine bozulma olmadan daha yüksek çalışma sıcaklıklarında bütünlüğü garanti ederler.
c- tekerlekleriBN yüksek sıcaklığa dayanabilir ve dolayısıyla işlem sırasında oluşan ısı miktarıyla başa çıkabilir. Ayrıca aşınma ve yıpranmaya karşı daha yüksek dirençleri nedeniyle ekonomik olarak faydalı olan maliyet tasarrufu da sağlarlar. Yüzey kalitesi takdire şayandır ve iş parçası israfı da söz konusu olduğunda daha azdır c-BN taşlama taşlarıAyrıca, daha az çevrim süresi sağlar. görevler daha hızlı ve kesin bir şekilde yapılır.
Süper aşındırıcı tekerlekler –veya elmas cBN tekerlek
Süper aşındırıcı tekerlekler, Sic ve Alümina'nın geleneksel tekerleklerinden farklıdır. Bunlar c-Bn ve elmastan yapılır. Süper aşındırıcı tekerlek, iş parçasının sıcaklığındaki artışı sınırlayan daha iyi termal iletkenlik sunar. elmas c-Bn tekerleği Ayrıca, daha uzun kullanım ömrüne katkıda bulunan yüksek doğruluk ve hassasiyette kesim sunar.
Çözüm
Kübik Bor Nitrür modern bilim ve malzeme üretiminde arzu edilir. Elmas gibi malzemelerle karşılaştırıldığında rekabetçidirler. Sertlik, dayanıklılık ve elektrik yalıtımı gibi özelliklerde üstündürler. Geniş bant aralığı, inert yapı, düşük dielektrik sabiti ve optik özellikler diğer liyakat faktörleridir.