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Bornitrid: Vielseitiger Werkstoff für industrielle Anwendungen
Hohe thermische Stabilität
h-BN ist in einer inerten Atmosphäre bis 2000 °C beständig und in einer oxidativen Umgebung bis 900 °C stabil;
Unterhalb von 1400°C wandelt sich c-BN nicht in h-BN um.
Thermische Eigenschaften
h-BN besitzt eine bessere Wärmeleitfähigkeit als Aluminiumoxid (entlang der c-Achse: 400 W/m·K, senkrecht zur c-Achse: 30 W/m·K);
Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (h-BN: entlang der c-Achse -2,7×10⁻⁶/°C, senkrecht zur c-Achse 38×10⁻⁶/°C);
Mechanische Eigenschaften
h-BN hat eine geringe Härte (Mohs-Härte ~2) und eine gute Bearbeitbarkeit; die Härte von c-BN ist nur der von Diamant unterlegen;
h-BN besitzt eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit (aufgrund des niedrigen Elastizitätsmoduls).
Elektrische Eigenschaften
h-BN ist ein hochwertiger Isolator (spezifischer Widerstand > 10¹⁴ Ω·cm, Dielektrizitätskonstante ~4);
c-BN ist ein Halbleiter mit großer Bandlücke (Bandlückenbreite ~6,4 eV);
Chemische Inertheit
Beständig gegen Erosion durch geschmolzene Metalle (wie Aluminium, Kupfer), reagiert nicht mit Säuren/Basen (mit Ausnahme von konzentrierter Schwefelsäure und geschmolzenen Laugen);
Thermische Eigenschaften
h-BN besitzt eine bessere Wärmeleitfähigkeit als Aluminiumoxid (entlang der c-Achse: 400 W/m·K, senkrecht zur c-Achse: 30 W/m·K);
Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (h-BN: entlang der c-Achse -2,7×10⁻⁶/°C, senkrecht zur c-Achse 38×10⁻⁶/°C);
Mechanische Eigenschaften
h-BN hat eine geringe Härte (Mohs-Härte ~2) und eine gute Bearbeitbarkeit; die Härte von c-BN ist nur der von Diamant unterlegen;
h-BN besitzt eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit (aufgrund des niedrigen Elastizitätsmoduls).
Elektrische Eigenschaften
h-BN ist ein hochwertiger Isolator (spezifischer Widerstand > 10¹⁴ Ω·cm, Dielektrizitätskonstante ~4);
c-BN ist ein Halbleiter mit großer Bandlücke (Bandlückenbreite ~6,4 eV);
Chemische Inertheit
Beständig gegen Erosion durch geschmolzene Metalle (wie Aluminium, Kupfer), reagiert nicht mit Säuren/Basen (mit Ausnahme von konzentrierter Schwefelsäure und geschmolzenen Laugen);
Elektronik und Halbleiter
Wärmeableitungssubstrat: h-BN-Keramiken werden als isolierende Kühlkörper für Hochleistungs-LEDs und HF-Bauelemente verwendet;
Halbleiteranlagen: PBN-Tiegel werden für das Einkristallwachstum von GaAs und GaN verwendet;
Materialien für Mikrowellenfenster: h-BN besitzt eine gute Transparenz und wird in Radar- und Plasmageräten eingesetzt;
Halbleiteranlagen: PBN-Tiegel werden für das Einkristallwachstum von GaAs und GaN verwendet;
Materialien für Mikrowellenfenster: h-BN besitzt eine gute Transparenz und wird in Radar- und Plasmageräten eingesetzt;
Hochtemperatur- und Metallurgie
Stranggießen: h-BN als Trennring, um das Anhaften von flüssigem Stahl zu verhindern;
Thermoelement-Schutzrohr: beständig gegen Korrosion durch geschmolzenes Aluminium und Magnesium;
Mechanische Werkzeuge
Schmierstoffe: h-BN-Pulver wird zur Hochtemperaturschmierung von Zahnrädern und Lagern verwendet (als Ersatz für Graphit in oxidativen Umgebungen);
Superhard Tools: c-BN-Schneidwerkzeuge für die Bearbeitung von gehärtetem Stahl und Gusseisen.
h-BN besitzt eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit (aufgrund des niedrigen Elastizitätsmoduls).
Neuronale Energie und Luft- und Raumfahrt
Schmierstoffe: h-BN-Pulver wird zur Hochtemperaturschmierung von Zahnrädern und Lagern verwendet (als Ersatz für Graphit in oxidativen Umgebungen);
Superhard Tools: c-BN-Schneidwerkzeuge für die Bearbeitung von gehärtetem Stahl und Gusseisen.
