Sześciokątne zastosowania azotku boru: ceramiczny tygiel BN
Sep 30, 2021
Sześciokątny BN (h-BN) jest najczęściej stosowanym polimorfem. Jest dobrym smarem zarówno w niskich, jak i wysokich temperaturach (do 900°C, nawet w atmosferze utleniającej). Smar h-BN jest szczególnie przydatny, gdy przewodność elektryczna lub reaktywność chemiczna grafitu (smar alternatywny) byłaby problematyczna. Kolejną zaletą h-BN nad grafitem jest to, że jego smarowność nie wymaga uwięzienia między warstwami cząsteczek wody lub gazu. Dlatego smary h-BN mogą być stosowane nawet w próżni, np. w zastosowaniach kosmicznych. Właściwości smarne drobnoziarnistego h-BN są wykorzystywane w kosmetykach, farbach, cementach dentystycznych i wkładach do ołówków.
Hexagonal BN został po raz pierwszy użyty w kosmetyce około 1940 roku w Japonii. Jednak ze względu na wysoką cenę, szybko zrezygnowano z tego zastosowania. Jego zastosowanie zostało ożywione pod koniec lat 90. wraz z optymalizacją procesów produkcyjnych h-BN, a obecnie h-BN jest używany przez prawie wszystkich czołowych producentów kosmetyków do podkładów, makijaży, cieni do powiek, róży, kredki, pomadki i inne produkty do pielęgnacji skóry.
Ze względu na doskonałą stabilność termiczną i chemiczną ceramikę z azotku boru tradycyjnie stosuje się jako części urządzeń wysokotemperaturowych. h-BN może być zawarty w ceramice, stopach, żywicach, tworzywach sztucznych, gumach i innych materiałach, nadając im właściwości samosmarujące. Materiały takie nadają się do budowy m.in. łożysk oraz w hutnictwie. Tworzywa sztuczne wypełnione BN mają mniejszą rozszerzalność cieplną oraz wyższą przewodność cieplną i oporność elektryczną. Ze względu na doskonałe właściwości dielektryczne i termiczne, BN jest stosowany w elektronice np. jako podłoże dla półprzewodników, okienek przepuszczających mikrofale oraz jako materiał konstrukcyjny do uszczelek. Może być również stosowany jako dielektryk w rezystancyjnych pamięciach o dostępie swobodnym.
Sześciokątny BN jest stosowany w procesach kserograficznych i drukarkach laserowych jako warstwa bariery wycieku ładunku w bębnie fotograficznym. W przemyśle motoryzacyjnym h-BN zmieszany ze spoiwem (tlenkiem boru) jest używany do uszczelniania czujników tlenu, które zapewniają sprzężenie zwrotne do regulacji paliwa pływ. Spoiwo wykorzystuje wyjątkową stabilność temperaturową i właściwości izolacyjne h-BN.
Części mogą być wykonane przez prasowanie na gorąco z czterech handlowych gatunków h-BN. Gatunek HBN zawiera spoiwo tlenku boru; można go używać do 550–850 °C w atmosferze utleniającej i do 1600 °C w próżni, ale ze względu na zawartość tlenku boru jest wrażliwy na wodę. Gatunek HBR wykorzystuje spoiwo boran wapnia i nadaje się do użytku w temperaturze 1600 °C. Gatunki HBC i HBT nie zawierają spoiwa i mogą być stosowane w temperaturze do 3000 °C.
Nanoarkusze azotku boru (h-BN) można osadzać przez katalityczny rozkład borazyny w temperaturze ~1100 °C w układzie chemicznego osadzania z fazy gazowej, na powierzchniach do około 10 cm2. Ze względu na heksagonalną strukturę atomową, niewielkie niedopasowanie sieci z grafenem (~2%) i wysoką jednorodność są one stosowane jako podłoża dla urządzeń opartych na grafenie. Nanoarkusze BN są również doskonałymi przewodnikami protonów. Ich wysoka szybkość transportu protonów w połączeniu z wysokim oporem elektrycznym może prowadzić do zastosowań w ogniwach paliwowych i elektrolizie wody.
h-BN jest stosowany od połowy 2000 roku jako środek smarny do pocisków i otworów w precyzyjnych karabinach celowniczych jako alternatywa dla powłoki z dwusiarczku molibdenu, powszechnie określanej jako&„moly". Twierdzi się, że zwiększa efektywną żywotność lufy, zwiększa odstępy między czyszczeniem otworu i zmniejsza odchylenie punktu uderzenia między pierwszymi strzałami z czystym otworem a kolejnymi strzałami.






