Tổng quan về gốm sứ gốc Boron Nitride: Giải thích các danh mục sản phẩm và tính năng chính

Giới thiệu

Cách điện và dẫn nhiệt là hai trong số những đặc tính được các nhà sản xuất hiện đại săn đón nhất. Không ai muốn một thiết bị hoặc dụng cụ bị quá nhiệt hoặc gây điện giật trong quá trình sử dụng. Đây chính là lý do tại sao gốm boron nitride dường như xuất hiện trong hầu hết mọi cuộc trò chuyện liên quan đến các bộ phận gốm. Không chỉ vậy, nó còn có một số đặc tính thú vị khác. Trong bài viết hôm nay, bạn sẽ được giới thiệu các đặc tính và tính năng chính của gốm boron nitride, đồng thời tìm được câu trả lời cho câu hỏi rất phổ biến - boron nitride được sử dụng để làm gì? Bạn cũng sẽ được tìm hiểu về các ứng dụng khác nhau của boron nitride hiện nay và các danh mục sản phẩm của chúng.

Gốm sứ gốc Nitride Bo

Vật liệu gốm Boron nitride là vật liệu gốm cực kỳ cứng được tạo ra từ sự kết hợp công nghiệp giữa Boron và Nitrua. Bản thân Boron nitride (BN) là một hợp chất tinh thể dạng bột liên kết cộng hóa trị, có sẵn ở nhiều dạng khác nhau, có thể hoạt động hiệu quả ngay cả trong điều kiện bất lợi hoặc chịu áp lực cao. Điều này là do khả năng dẫn nhiệt và kháng điện tuyệt vời, gần giống như gốm nhôm nitride. Vì vậy, hãy coi gốm Boron nitride là vật liệu gốm siêu bền, dễ gia công mà bạn cần trong hầu hết các dự án sản xuất.

Xét cho cùng, không nhiều vật liệu gốm có thể tự hào về khả năng cách điện, dẫn nhiệt và độ ổn định như các bộ phận gốm boron nitride. Thậm chí đôi khi, dạng boron nitride (Hbn) hình lục giác còn có màu trắng, bạn có thể nhầm lẫn nó với than chì trắng vì nó cũng có thể là một chất bôi trơn tuyệt vời và vật liệu cách điện mạnh. Tính chất đa chiều của gốm boron nitride giúp nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Nó đóng vai trò là chất cách điện có độ bền cao trong các thiết bị điện tử công suất lớn, phụ tùng máy móc, rôto, động cơ và các đầu nối gốm.

Các kỹ sư y sinh, kỹ sư cơ khí và kỹ sư công nghệ hàng không vũ trụ đều sử dụng các dạng gốm BN khác nhau để đáp ứng nhu cầu độ chính xác cao của họ. Độ bền và tính linh hoạt gần như vô song khiến nó trở thành vật liệu nổi bật có thể giúp bạn sản xuất đèn LED, vật liệu chịu lửa dùng trong lò nung, linh kiện bán dẫn, nồi nấu thí nghiệm và bộ tản nhiệt.

Tính chất chung của gốm Bo Nitride

Gốm boron nitride sở hữu nhiều đặc tính đa dạng, dễ sử dụng và rất cần thiết cho hầu hết mọi ngành công nghiệp. Một số đặc tính đó là:

• Nó có khả năng chịu được nhiệt độ rất cao và điều kiện áp lực cao một cách ấn tượng.

• Nó không dễ bị hòa tan bởi nước, axit hoặc hóa chất mạnh.

• Đây là vật liệu bán dẫn tốt với khoảng cách băng rộng là 10,7 eV.

• Hệ số giãn nở vì nhiệt của nó vào khoảng 2,7.

• Nó có khả năng chống mài mòn tuyệt vời.

• Nó có mô đun khối khoảng 400 GPa.

• Nó có điểm nóng chảy trên 2.800°C.

• Nó có nhiệt dung lớn là 19,5 J/K.mol.

• Nó có khối lượng mol là 24,82 g/mol.

• Nó có độ dẫn nhiệt cao là 740 W/mK

• Nó có cường độ nén và độ ổn định rất cao, chỉ đứng sau gốm silicon carbide và gốm nhôm nitride.

Danh mục sản phẩm của Gốm Bo Nitride

Boron nitride được biết đến với ba dạng và danh mục sản phẩm chính - Hexagonal, Wurtzite và Cubic boron nitride. Mặc dù cùng là boron nitride, nhưng có một số khác biệt nhỏ giữa các dạng này, dẫn đến sự đa dạng về danh mục sản phẩm boron nitride mà bạn có thể tìm thấy trên thị trường hiện nay. Hãy cùng tìm hiểu nhanh về chúng!

Nitride Bo lục giác (Hbn)

Đây được coi là một trong những dạng gốm boron nitride tốt nhất và phổ biến nhất nhờ độ ổn định, khả năng cách điện và bôi trơn tuyệt vời. Nó có cấu trúc tinh thể nhiều lớp, có thể giúp sản xuất pin lithium-ion, bộ vi xử lý và tụ điện bền chắc cho bảng mạch của một số thiết bị điện tử. Bề ngoài của nó hơi trắng và rất trơn. Nó có thể được sản xuất công nghiệp bằng cách kết hợp hóa học Nitơ/Amoniac (NH3) và axit boric ở nhiệt độ cao.

Một số tính năng chính của boron nitride lục giác là:

• Nó có cấu trúc phân lớp tương tự như cấu trúc của than chì.

• Mặc dù rất cứng nhưng không thể so sánh với bo nitride khối hoặc wurtzite.

• Nó có mật độ là 2,1 g/cm³.

• Nó có độ dẫn nhiệt rất cao.

• Nó chủ yếu được sử dụng như một chất cách điện hoặc trong công nghiệp như một chất bôi trơn rắn.

Nitrua Bo lập phương (CBN) 

Đây là một trong những vật liệu gốm cứng nhất mà bạn có thể tìm thấy trên toàn cầu, và nó được đánh giá ngang hàng với Kim cương. Nó là đa tinh thể và thường được gọi là Borazon. Đôi khi nó có màu đen hoặc vàng và có cấu trúc rất giống kim cương. Nhờ đó, nó có thể chịu được ứng suất cơ học cao và nhiệt độ khắc nghiệt một cách dễ dàng. Nó hầu như không phản ứng với các hóa chất khác hoặc bị gỉ sét, khiến nhiều ngành công nghiệp sử dụng nó để sản xuất bánh xe thép cắt/mài cho máy móc.

Bạn có thể sản xuất Cbn ở nhiệt độ cao bằng cách thiêu kết nitride bo lục giác trong điều kiện áp suất cao. Một số tính năng chính của nitrua bo khối là:

• Nó có cấu trúc hình khối giống như kim cương.

• Nó có độ cứng rất cao, chỉ đứng sau kim cương và wurtzite bo nitride.

• Nó có mật độ tối đa là 3,48g/cm³.

• Nó có độ dẫn nhiệt và độ ổn định rất cao.

• Nó có thể được sử dụng chủ yếu như một công cụ mài mòn hoặc cắt.

Nitride Bo Wurtzite (Wbn)

Dạng wurtzite của boron nitride không phổ biến lắm. Nó có màu trắng đục và là loại cứng nhất trong ba loại sản phẩm của boron nitride. Một điều thú vị là bạn không nhất thiết phải sử dụng nhiệt độ rất cao để sản xuất nó trong công nghiệp. Nhờ dải cấm rộng và độ trong suốt quang học, nó có thể đóng vai trò là một thành phần rất quan trọng của các thiết bị quang học và chất bán dẫn.

Một số tính năng chính của wurtzite boron nitride là:

• Nó rất hiệu quả trong việc tản nhiệt và dẫn nhiệt.

• Nó có cấu trúc tinh thể lục giác cực kỳ cứng giống như kim cương.

• Đây là chất cách điện tuyệt vời giống như gốm nhôm nitrua.

• Bạn có thể sử dụng các bộ phận gốm trong quản lý nhiệt và sản xuất thiết bị điện tử công suất cao.

• Nó có độ trong suốt quang học rất tốt, phù hợp với các lựa chọn sản xuất tiên tiến khác.

• Nó bền lâu, ổn định và có thể chịu được áp lực cơ học.

Ứng dụng của gốm Boron Nitride

Nếu bạn từng thắc mắc "boron nitride được dùng để làm gì?", phần này sẽ giúp bạn tìm ra câu trả lời. Thực tế là boron nitride được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực. Dưới đây là một số ví dụ:

Ngành điện

Ứng dụng của Nitride Bo trong ngành điện là:

• Sản xuất vật liệu cách điện hiệu quả cho các bộ phận máy móc, vòng đệm kín và ống dẫn gốm/kín khí.

• Gốm nitride boron có thể giúp sản xuất các linh kiện bán dẫn do trọng lượng nhẹ và độ bền ấn tượng.

• Công nghệ nano hiện nay sản xuất ra loại pin nhanh hơn và đáng tin cậy hơn cho xe điện, bộ vi xử lý và bộ tản nhiệt bằng boron nitride.

• Các kỹ sư điện sử dụng gốm nitride boron làm thành phần chính trong sản xuất thiết bị điện tử công suất cao, đèn LED, bảng điện tử cho TV, máy tính, MOSFET và nhiều sản phẩm tương tự khác.

Ngành công nghiệp luyện kim

Ngành công nghiệp luyện kim cũng không nằm ngoài những ứng dụng của bo nitrua. Một số ứng dụng này bao gồm:

• Việc sản xuất vật liệu chịu lửa có thể chịu được nhiệt độ cao và nóng.

• Nitride boron giúp sản xuất các bộ phận gốm hiệu quả và bền lâu cho lớp lót lò nung.

• Sản xuất thanh và vật liệu lò có khả năng chống mài mòn cực tốt.

• Gốm nitride bo là thành phần chính trong sản xuất dụng cụ/bánh xe cắt và mài trong các bộ phận máy.

• Nitride bo được sử dụng để sản xuất vỏ kim loại bền và chịu nhiệt.

Ngành công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ 

Gốm boron nitride cũng hữu ích trong các ngành công nghiệp quan trọng này. Một số cách bạn có thể sử dụng chúng ở đây là:

• Sản xuất các bộ phận xe không dễ bị mòn.

• Sản xuất động cơ ô tô hoặc hàng không vũ trụ không bị quá nhiệt nhờ khả năng tản nhiệt hiệu quả.

• Việc sản xuất các bộ phận máy có độ bền cao giúp bạn tiết kiệm chi phí sản xuất.

• Sản xuất các bộ phận và thiết bị hàng không vũ trụ vì chúng nhẹ.

Những ứng dụng khác của gốm boron nitride trong một số lĩnh vực khác bao gồm:

• Sản xuất men răng được sử dụng trong các cơ sở nha khoa vì khả năng chịu mài mòn.

• Sản xuất nồi nung thí nghiệm, ổ trục máy và rôto.

• Bạn thậm chí có thể sử dụng boron nitride như một chất tốt xuyên gốm cho hệ thống kín/chân không.

• Nitride bo là thành phần thiết yếu mà các ngành công nghiệp sử dụng trong sản xuất chất độn gốm, ống nano, pin li-ion và chất bôi trơn rắn.

• Đây là vật liệu tốt mà bạn có thể sử dụng trong các dụng cụ quang học, mỹ phẩm có độ tinh khiết cao và sản xuất thủy tinh.

Những câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa Nitride Bo lục giác (Hbn) và Than chì là gì?

Mặc dù trông có vẻ giống nhau, than chì có xu hướng là vật liệu dẫn điện hoặc bán dẫn trong khi bo nitrua lục giác là chất cách điện.

Tại sao gốm boron nitride lại đặc biệt đối với nhiều nhà sản xuất?

Nó đặc biệt không chỉ vì giá cả phải chăng mà còn cực kỳ cứng (chỉ sau kim cương), nhẹ, ổn định nhiệt và cách điện hiệu quả.

Boron nitride có khuyết điểm nào không?

Có chứ, và một số khuyết tật này là tạp chất do quá trình sản xuất (phát triển), điểm khuyết tật và kẽ hở tự thân gây ra.

Phần kết luận

Gốm boron nitride hiện đang trở thành một giải pháp đổi mới hữu ích cho năng lượng mới và những tiến bộ công nghệ toàn cầu. Với sự kết hợp hoàn hảo giữa các đặc tính và ứng dụng toàn diện trong nhiều lĩnh vực như điện, luyện kim, hàng không vũ trụ và ô tô, chúng tôi có thể tự tin khẳng định rằng đây là một vật liệu gốm đang phát triển nhanh chóng, hứa hẹn sẽ chiếm lĩnh nhiều ngành sản xuất công nghiệp. Không có gì ngạc nhiên khi doanh số toàn cầu của nó đạt hơn $130 triệu đô la mỗi năm. Điều đó nói lên rằng, bạn chắc chắn đang đi đúng hướng nếu muốn mua hoặc đầu tư vào bất kỳ danh mục sản phẩm nào của chúng tôi. Bạn có thể liên hệ GGSGốm sứ để xem qua một số sản phẩm BN tốt nhất. Đừng bỏ lỡ cơ hội này! Bây giờ là thời điểm hoàn hảo!