Kaksi boorinitridin kiteistä muotoa: H-BN ja C-BN

Sep 24, 2021


 

Boorinitridi (kemiallinen kaava BN), synteettisesti tuotettu boorin ja typen kiteinen yhdiste, teollinen keraaminen materiaali, jonka käyttö on vähäistä mutta tärkeää pääasiassa sähköeristimissä ja leikkuutyökaluissa. Se on valmistettu kahdessa kiteismuodossa, kuusikulmainen boorinitridi (H-BN) ja kuutio boorinitridi (C-BN).

 

BN valmistetaan useilla menetelmillä, mukaan lukien boorioksidin (B2O3) kuumennus ammoniakilla (NH3). Se on platy-jauhe, joka koostuu molekyylitasolla kuusikulmaisten renkaiden levyistä, jotka liukuvat helposti toisiaan ohi. Tämä rakenne, joka on samanlainen kuin hiilimineraaligrafiitti (ks. kuva), tekee H-BN:stä pehmeän, voitelevan materiaalin; toisin kuin grafiitti, H-BN on kuitenkin tunnettu alhaisesta sähköjohtavuudestaan ja korkeasta lämmönjohtavuudestaan. H-BN muovataan usein ja painetaan kuumana muotoihin, kuten sähköeristimet ja sulavat upokasteet. Sitä voidaan käyttää myös nestemäisellä sideaineella lämpötilankestävänä pinnoitteena metallurgisiin, keraamisiin tai polymeerikäsittelykoneisiin.

 

C-BN valmistetaan useimmiten pieninä kiteina asettelemalla H-BN erittäin korkealle painelle (6–9 gigapascalia) ja lämpötilalle (1 500–2 000 °C eli 2 730–3 630 °F). Se on toinen vaintimanttikovuus (enintään 10Mohsin kovuusasteikolla) ja, kutensynteettinen timantti, on usein liimattu metallisiin tai metallikeraamisiin leikkuutyökaluihin koville teräksille. Korkean hapettumislämpötilansa (yli 1 900 °C eli 3 450 °F) vuoksi sen käyttölämpötila on paljon korkeampi kuin timantin (joka hapettuu yli 800 °C:ssa tai 1 475 °F:ssa).