Die Geheimnisse von Bornitrid erforschen – Der „Magier“ der Materialien bei hohen Temperaturen

Hexagonales Bornitrid ist ein Kristall aus Stickstoff- und Boratomen mit der Summenformel BN und einer molaren Masse von 24,81 g/mol. Seine chemische Zusammensetzung besteht aus 43,6 % Bor und 56,4 % Stickstoff, und es besitzt eine theoretische Dichte von 2,27 g/cm³. Bornitrid (BN) umfasst fünf Isomere: hexagonales Bornitrid (h-BN), Wurtzit-Bornitrid (w-BN), rhomboedrisches Bornitrid (r-BN), kubisches Bornitrid (c-BN) und orthorhombisches Bornitrid (o-BN). Als neuartiges keramisches Material mit hervorragenden Eigenschaften und erheblichem Entwicklungspotenzial findet es breite Anwendung in den Bereichen Maschinenbau, Metallurgie, Chemieingenieurwesen, Elektronik, Kernenergie und Luft- und Raumfahrt. BN-Pulver weist Eigenschaften wie Lockerheit und Schmierfähigkeit auf. Leichtund die Fähigkeit zur Feuchtigkeitsaufnahme. Die gebräuchlichsten Formen sind hexagonales Bornitrid (h-BN) und kubisches Bornitrid (c-BN).

Kubisches Bornitrid: Der strahlende Stern unter den superharten Materialien

Kubisches Bornitrid (c-BN) wurde in den 1950er Jahren von General Electric (GE) in den USA erstmals künstlich unter hohen Temperaturen und Drücken synthetisiert. Seine Härte ist die zweithöchste nach Diamant und übertrifft die anderer Materialien bei Weitem. Der besondere Wert von c-BN liegt hauptsächlich in seiner chemischen Inertheit gegenüber Metallen der Eisengruppe. Selbst bei einer hohen Temperatur von 1300 °C bleibt c-BN stabil.

Darüber hinaus besitzt c-BN auch mehrere hervorragende Eigenschaften:

Hohe Wärmeleitfähigkeit:welche ist vorteilhaft für die Wärmeableitung während des Schneidprozesses.

Hoher spezifischer Widerstand: wodurch es als isolierendes Wärmeableitungsmaterial verwendet werden kann.

Die Eigenschaften von kubischem Bornitrid:Die Struktur ist stabil, besitzt eine hohe antioxidative Kapazität und weist eine gute chemische Stabilität auf, wodurch sie sich besonders für die Bearbeitung von Schwarzmetallen eignet; ihre Wärmeleitfähigkeit ist geringer als die von Diamant, aber höher als die von Hartmetallen, was auf eine gute Wärmeleitfähigkeit hinweist; sie besitzt eine hohe Biegefestigkeit; als Schleifmittel zeichnet sie sich durch eine lange Lebensdauer und hervorragende Eigenschaften aus. VerschleißfestigkeitDie

Hexagonales Bornitrid: Die Strukturgeheimnisse von weißem Graphen

Hexagonales Bornitrid (h-BN) wird aufgrund seiner graphitähnlichen Struktur auch als „weißes Graphen“ bezeichnet. In seiner Kristallstruktur bilden Bor- (B) und Stickstoffatome (N) durch starke kovalente Bindungen ein wabenförmiges, hexagonales Netzwerk, während die einzelnen Schichten durch schwache Van-der-Waals-Kräfte zusammengehalten werden. Dieses Material findet breite Anwendung in Bereichen wie Hochtemperaturschmierstoffen und Keramik-VerbundwerkstoffS.

Die Eigenschaften von hexagonalem Bornitrid (h-BN) sind wie folgt:

Chemische Inertheit:

h-BN ist gegenüber gängigen Metallen, Seltenerdmetallen, Edelmetallen, Halbleitermaterialien, Glas, Salzschmelzen, anorganischen Säuren und Basen inert. Es benetzt oder reagiert nicht mit den meisten geschmolzenen Legierungen wie Stahl, Edelstahl, Aluminium, Eisen, Germanium, Kupfer, Nickel und Zink. Daher eignet sich h-BN als Tiegel zum Schmelzen von Metallen, als Behälter, Rohrleitungen für den Transport von Metallschmelzen, als Pumpenkomponenten, als Gussformen für Stahl und als Hochtemperatur-Isoliermaterial.

Hochtemperaturstabilität:

h-BN hält hohen Temperaturen von 900°C an der Luft stand und bleibt in einer inerten Umgebung bis zu 2000°C stabil, wodurch es sich für Hochtemperatur-Umformprozesse wie Metallgießen und Keramiksintern eignet, ohne sich aufgrund hoher Temperaturen zu zersetzen oder zu versagen.

Hervorragende Schmiereigenschaften:

Die Schichtstruktur von hexagonalem Bornitrid verleiht ihm hervorragende Schmier- und Trenneigenschaften (d. h. Antihaftwirkung) und macht es daher geeignet als Trennmittel beim Gießen von Präzisionsteilen und Nichteisenmetallgussteilen sowie beim thermischen Umformen von Blechen. Es reduziert die Reibung zwischen Material und Form, schützt die Formoberfläche, verlängert deren Lebensdauer und verbessert die Oberflächenqualität der Produkte deutlich.

Die Anwendungsgebiete von hexagonalem Bornitrid

Hexagonales Bornitrid (h-BN) bietet hervorragende Schmiereigenschaften bei hohen Temperaturen und eignet sich als Schmierstoff für Gleitteile in Hochtemperaturöfen, verschleißfeste Beschichtungen und Kontaktmaterialien. Anwendungsgebiete sind unter anderem Trennbeschichtungen, Waschvorrichtungen, Gießpfannen, automatische Gießformen, verschiedene Rinnen und Rohre, Trichter, Rutschen und Düsen, Filterschalen, Filterkästen, Gießmaschinenflügel, Schlackenpressköpfe, elektrische Heizelemente sowie die Verhinderung von Schweiß- und Lötspritzern und die Unterdrückung von Löt- und Trennmitteln. Darüber hinaus bietet es eine ideale Lösung für das Entformen und Schmieren bei hohen Temperaturen im Herstellungsprozess von Aluminiumprofilen.