氮化硼纳米片是一项新兴技术，可从原子层面抵御腐蚀。这种厚度仅为一个原子的材料，比人类头发丝薄约一万倍，能够有效保护您的设备表面免受腐蚀！
这 氮化硼 纳米材料具有高导热性、电绝缘性和耐高温性。BNN 在极端机械应力下不会破裂，具有高热完整性和化学惰性。
在本指南中，我们将揭示BNN的特性，并解释为什么这种纳米材料应该成为您防腐武器库的一部分。我们还将分析BNN沉积在低碳钢上的案例。之后，我们将探讨氮化硼纳米片的未来前景。
让我们开始吧！
用于金属保护的氮化硼纳米片
氮化硼纳米片 是 排列成六边形结构的单层氮化硼它们是一种源自氮化硼的二维纳米材料，具有优异的机械和化学性能。
二维材料是 适用于铜[1]、钢和其他金属的有效防腐涂层。它们既可以作为复合材料的填料，也可以用作涂层。
一些行业将无粘合剂的 BNN 涂层直接涂在金属表面。其他行业则将 BNN 添加到基于粘合剂的涂层中。
1. 氮化硼纳米片如何防止腐蚀
通常，厚度高达 10nm 的多层氮化硼纳米片具有优异的阻隔特性，包括 表面积大. 这是大多数传统腐蚀补救措施所缺乏的功能。
其二维结构呈现 卓越的维度 用作填料或纳米复合涂层。
氮化硼纳米片表现出顶级的机械性能，包括~32GPa弯曲模量 和 热导率高达 2,000 W/mK.这些特性使其能够高效适应极端热环境。
由于其不渗透性，BN 纳米片阻挡层 化学性质稳定，坚固耐用 西格玛债券. BN 纳米片中缺乏悬空键，即使在恶劣的工作条件下也具有韧性和耐久性。
2. 氮化硼纳米片的优势
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高抗渗性： BN 纳米材料提供坚不可摧的涂层，不会让外部物质或颗粒渗透
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电气绝缘： 它们不会引起电化学腐蚀
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热稳定性： BNN 在极端热条件下不会发生相变或降解，从而延长底层金属的寿命
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化学稳定性： 它们具有超过 800 摄氏度的抗氧化性，非常适合在化学和高温工作条件下使用。
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宽带隙（5-6 eV）： 使金属设备的应用多样化，包括高压、高温条件下的行业。
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无毒： 与铬等有毒物质相比，BNN 是一种环保材料
六方氮化硼（h-BN）纳米片用于低碳钢表面保护的案例研究
在这项研究中，氮化硼纳米片成功地沉积在低碳钢上，使用 化学气相沉积 （化学气相沉积法）。涂层由80% BNN组成，在1200°C下沉积。低碳钢带分别用5% HCl和NaOH清洗。
观察结果：
资料来源：researchgate.net
图（a）显示了涂有 BN 纳米片的低碳钢基材的扫描电子显微镜 (SEM) 图像。
图（b）： 傅立叶变换红外光谱 涂有BNN的低碳钢样品在1330cm-1和760cm-1处显示出两个特征峰。
在图 (c) 中， 拉曼光谱 BNN 涂层低碳钢在 1377.69 cm−1（商用 BN）和 1366.49 cm−1 处显示出两个透射峰。
图（d）揭示了腐蚀电位向负值的特征转变。
结论：
BNNs 涂层低碳钢的腐蚀密度变化导致腐蚀密度 (Icorr) 特征性降低。这表明 BNNs 涂层在抑制离子氧化和增强氧还原方面的功效.
腐蚀电位的负移意味着 BNNs 涂层能够有效提供电绝缘，充当阴极涂层，并防止电化学腐蚀.
常见问题
1. 哪些金属可以与氮化硼纳米片涂层有效结合使用？
研究发现，铜和钢是与 BNN 涂层配合良好的金属。
2. 氮化硼纳米片比石墨烯替代品更好吗？
是的，氮化硼片因其出色的化学和热完整性而优于石墨烯。它们是良好的电绝缘体，确保不会与底层金属发生反应。然而，石墨烯会与底层金属发生电化学腐蚀。
3.氮化硼纳米片的缺点是什么？
BN纳米片的价格比传统的防腐蚀方法更高。此外，你需要确定要涂覆的金属。
4. 氮化硼纳米片比传统的防腐蚀方法更好吗？
是的，BNN 更胜一筹，因为它们具有出色的热稳定性、宽带隙、化学稳定性和机械强度。它们还表现出低电导率、优异的抗热震性，并且具有较高的介电常数。
腐蚀问题
腐蚀是指金属在暴露于水、氧气和氯离子等腐蚀剂时，其化学和电化学性质逐渐降低的过程。最终，金属会失去光泽、机械强度和完整性。
传统的防腐方法似乎并不能改善腐蚀，其 全球每年的损失约占全球GDP的3% [2]（国内生产总值）。
氮化硼纳米片的未来前景
本文推翻了长期以来企业必然因腐蚀而蒙受损失的观念。纳米材料正在改变这一观念。
氮化硼纳米片是一项新兴技术，其研究尚处于初级阶段。然而，物理学家已经发现纳米材料在金属腐蚀以及医药、能源和环境保护等其他工业用途方面具有巨大的潜力。
在材料科学[3]中，纳米粒子或纳米材料在纳米工程领域前景广阔。纳米粒子将被用于制造自修复和自组装材料。工程师们将利用纳米力学来建造桥梁和基础设施。
纳米医学[4]如今已经相当先进，医生似乎找到了一种治疗癌症和肿瘤等慢性疾病的复杂方法。
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