RUB
Нитрид бора - статья компании ИПК Юмэкс, ООО
Premium Standard
Отзывов: 2
ИПК Юмэкс, ООО
+7 (347) 275-25-10

Нитрид бора

Общие сведения

Нитрид бора (хим. формула — BN) представляет собой бинарное соединение азота (N) и бора (B). Это инертное нетоксичное вещество, которое не взаимодействует с большинством химических реагентов и не смачивается практически всеми известными расплавленными металлами. Получают его при прокаливании окиси бора (или технического бора) в насыщенной аммиаком атмосфере (при температуре ~2000°C). Существует несколько модификаций данного вещества, имеющих различный состав и, как следствие, разные технико-эксплуатационные характеристики, однако все они активно применяются в таких областях, как электровакуумное и полупроводниковое приборостроение, создание высокотемпературных смазочных материалов, электро- и теплоизоляторов, а также синтез сверхтвердых веществ.

Гексагональный бора нитрид

Это белый, напоминающий тальк порошок, гексагональная структура которого аналогична строению графита. Именно поэтому широкое распространение получило другое наименование этого вещества — «белый графит». В настоящее время принято несколько технических условий (ТУ), определяющих основные химические и физические свойства гексагонального бора нитрида, поэтому стоит иметь в виду, что разные марки этого вещества различаются между собой как по своему составу, так и по эксплуатационным свойствам.

Процентное содержание составляющих элементов материала может несколько варьироваться, но наиболее распространенное вещество, используемое для получения электродного сплава, имеет следующие значения.

Характеристика ТУ
2155-313-05808008-00
ТУ
6-00-05808008-285-93
ТУ У 26.8-00222226-007-2003 ТУ 2112-003-49534204-2002
Марка
«Гексагональный»
Марка «ГМ» Марка «ГК» Марка «А» Марка «B» Марка «C»
Бора нитрид(BN), min,% 98,50 99,00 97,40 97,80 98,00 98,00 98,00
Иные примеси содержание железа – max 0,1% бора карбид (В4С) –
max 1,5%
бора карбид (В4С) –
max 0,3%
Бора оксид (B2O3), max,% 0,200 0,200 0,200 0,300 0,200 0,500 0,300 0,200
Плотность 0,270–0,370г/см3 min 0,33г/см3 0,270–0,370г/см3 min 0,33г/см3 0,200–0,320г/см3 0,270–0,370г/см3 0,330–0,450г/см3
Индекс графитации 1,80-2,50 max 1,5 1,80-2,50
Углерод (С), max, % 0,380 0,350 0,350
Бор общий (B общ.), min, % 43,00

 

В целом же для данной модификации нитрида бора характерны такие свойства, как:

  • высокая дисперсность;
  • тугоплавкость (порядка 3000ºС)
  • невысокая твердость;
  • превосходные изоляционные свойства;
  • высокая (для диэлектрика) теплопроводность;
  • инертность к расплавам металлов, стекла, кремния и пр.;
  • сохранение всех своих свойств при значительных температурах.

Особые физико-химические параметры нитрида бора определили и сферу его применения. Это вещество широко используется в разного рода реакциях промышленного синтеза, при вторичной переработке нефти, производстве полупроводников и высокочистых металлов, а также для создания огнеупорных материалов. Кроме того, нитрид бора служит для производства твердой смазки, высокотемпературных антипригарных и антикоррозийных покрытий, высокотемпературной керамики и авиационных компаундов. А благодаря своим уникальным электро- и теплоизоляционным свойствам нитрид бора является единственным подобным материалом, используемым в электронных приборах спецназначения.

Полученные на основе нитрида бора керамические порошки (BN A50, BNB15, BNB150, BN FPB15) активно применяют для:

  • улучшения теплопроводности силиконовых материалов и синтетических смол;
  • присадки смазок и масел;
  • формирования защитного слоя при работе с расплавленными металлами;
  • формирования разделительной среды в стекольной и керамической промышленности;
  • создания высокотемпературных смазочных материалов;
  • производства наполнителей для охлаждающих жидкостей и масел.

Нашел свое применение нитрид бора и в ядерной энергетике, где он служит для нейтронопоглощающих контейнеров.

Другой немаловажной областью использования данного вещества является синтез сверхпрочных материалов, в частности — вюрцитоподобного и кубического нитридов бора, причем первый используется для дальнейшего создания поликристаллов и лезвий инструментов, рассчитанных на ударные нагрузки.

Нитрид бора кубический

Это вещество (иначе называемое «эльбор» или «боразон») характеризуется особо высокой прочностью, которая лишь немногим уступает свойствам алмаза. Однако в отличие от алмаза эльбор гораздо более термостоек и разрушается лишь при 2000°C. Кроме того, он значительно менее хрупок, а потому куда лучше переносит значительные ударные нагрузки. Характерны для эльбора и повышенная износо- и химическая стойкость (в особенности — инертность к основе всех стальных сплавов — железу).

Сфера применения этого вещества также весьма обширна:

  • Изготовление изделий для высокотемпературной техники (изоляторы, тигли для получения кристаллов полупроводников, элементов электровакуумных узлов т.д.);
  • Производство интегральных микросхем;
  • Создание деталей электровакуумных и полупроводниковых приборов (стержней теплоотводов, окон энерговыводов и пр.);
  • Токарная чистовая обработка высокопрочной стали;
  • Шлифовка разного рода сплавов.

Широкое распространение эльбора в шлифовальной отрасли связано не только с его инертностью к железу, но и с такими особенностями, как длительное сохранение остроты зерен (самозатачивание), высокая режущая способность, износостойкость, способность выдерживать повышенную термическую нагрузку и интенсивные режимы шлифовки, отсутствие диффузного и адгезионного износа, что позволяет обрабатывать сложнолегированные сплавы.

 

Получают эльбор при нагревании одинакового количества азота и бора при температуре порядка 1700–1800°C под давлением в 8-12 ГПа.

LiveInternet

Описание

Полезная информация на тему Нитрид бора от компании ИПК Юмэкс, ООО в разделе Статьи.