Hexagonales Bornitrid: Struktur, Eigenschaften und industrielle Nutzung

Einführung

Hexagonales Bornitrid wird auch als weißer Graphit bezeichnet. Ähnlich wie das hexagonale Kohlenstoffnetz in Graphit bilden auch Stickstoff und Bor in hexagonalem Bornitrid hexagonale Netzschichten, die sich gegenseitig überlappen und Kristalle bilden. Seine Kristalle ähneln denen von Graphit, mit Diamagnetismus und hoher Anisotropie, und auch die Kristallparameter sind recht ähnlich. Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wird Bornitrid hauptsächlich für feuerfeste Materialien, Halbleiter-Festphasendotierquellen, Strukturmaterialien für Atomstapel, Verpackungsmaterialien zum Schutz vor Neutronenstrahlung, Bestandteile von Raketentriebwerken, Hochtemperaturschmiermittel und Formtrennmittel verwendet. In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf die Eigenschaften von hexagonalem Bornitrid.

Eigenschaften von hexagonalem Bornitrid

Eigenschaften von hexagonalem Bornitrid

Die Eigenschaften von hexagonalem Bornitrid als chemischer Zusatzstoff sind:

Hexagonales Bornitrid (weißer Graphit) ist ein lockeres, schmierendes, feuchtigkeitsabsorbierendes weißes Pulver mit einer tatsächlichen Dichte von 2,27/cm3, einer Mohs-Härte von 2 und einer geringen mechanischen Festigkeit, die jedoch höher ist als die von Graphit. Es hat keinen offensichtlichen Schmelzpunkt und sublimiert bei 3000 ℃ in 0,1Mpa Stickstoff. Seine Stabilität in einer Sauerstoffatmosphäre ist gering, und seine Einsatztemperatur liegt unter 1000 °C.

Hexagonales Bornitrid hat einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten und eine hohe Wärmeleitfähigkeit, so dass es eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit aufweist und auch nach Hunderten von Zyklen bei 1200-20°C nicht beschädigt wird. Der Ausdehnungskoeffizient von BN entspricht dem von Quarz, aber die Wärmeleitfähigkeit ist 10 Mal so hoch wie die von Quarz.

Hexagonales Bornitrid ist ein guter Wärmeleiter und ein typischer elektrischer Isolator. Sein spezifischer Widerstand bei Raumtemperatur kann 10^16~10^18 erreichen. Selbst bei 1000℃ beträgt der spezifische Widerstand noch 10^4~10^6Ω.cm. Die Dielektrizitätskonstante von BN beträgt 3~5, der dielektrische Verlust ist (2~8) *10-4, und die Durchschlagsfestigkeit ist doppelt so hoch wie die von Al2O3 und erreicht 30-40 Kv/mm.

Anwendungen

Aufgrund seiner guten Schmierfähigkeit, Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit, Isolationsfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und chemischen Stabilität wird hexagonales Bornitrid unter anderem in folgenden Bereichen eingesetzt:

• Herstellung von TiB2/BN-Verbundkeramiken, hochwertigen feuerfesten Materialien und superharten Werkstoffen

• Produktion von Walzstahltrennringen für horizontale kontinuierliche Walzverfahren

• Hochtemperaturbeständige Schmiermittel und Beschichtungen

• Rohstoff für die Synthese von kubischem Bornitrid (c-BN)

Darüber hinaus zeichnet sich BN durch seine ausgezeichnete chemische Stabilität aus: Es benetzt oder beeinflusst die meisten Metallschmelzen wie Stahl, Edelstahl, Aluminium, Eisen, Germanium, Bismut, Silizium, Kupfer, Antimon, Zinn, Indium, Cadmium, Nickel und Zink nicht. Daher wird es als Schutzabdeckung für Hochtemperatur-Galvanikpaare, Schmelztiegel, Rohre für flüssige Metalle, Pumpenteile, Schleifwerkzeuge aus Stahlguss und elektrische Hochtemperatur-Isoliermaterialien verwendet.

Aufgrund seiner Hitze- und Korrosionsbeständigkeit eignet sich BN auch für Hochtemperaturkomponenten, Auskleidungen von Raketenbrennkammern, Hitzeschilde für Raumfahrzeuge sowie korrosionsbeständige Teile von Magnetflussgeneratoren.

Schlussfolgerung

Wir danken Ihnen für die Lektüre unseres Artikels und hoffen, dass er Ihnen hilft, die Eigenschaften von hexagonalem Bornitrid besser zu verstehen. Wenn Sie mehr über Bornitrid wissen möchten, empfehlen wir Ihnen einen Besuch bei Stanford Advanced Materials (SAM) , um weitere Informationen zu erhalten.

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