توسعه و کاربرد مواد نیترید بور با کارایی بالا

به عنوان یک ماده سرامیکی جدید با عملکرد عالی و پتانسیل توسعه عالی، نیترید بور شامل پنج ایزومر به نام‌های نیترید بور شش ضلعی (h-BN)، نیترید بور مکعبی (c-BN)، فیبر نیترید بور معدنی روی (w-BN)، لوزی وجهی است. نیترید بور (r-BN) و نیترید بور لوزی (o-BN).

کاربردهای نیترید بور

تحقیقات فعلی روی BN عمدتاً بر فاز شش ضلعی (h-BN) و فاز مکعبی (c-BN) آن متمرکز است. اولی دارای روانکاری، هدایت حرارتی و عملکرد خوب در دمای بالا است. دومی نیز در حالت تعادل ترمودینامیکی و پایدار در دما و فشار معمولی است. منطقه کاربرد اصلی h-BN به عنوان یک ماده خام برای سنتز نیترید بور مکعبی است.

نیترید بور شش ضلعی

نیترید بور شش ضلعی ماده ای با مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی، هدایت حرارتی بالا، عایق کاری بالا و خواص روانکاری عالی است. با توجه به شرایط فعلی، ساده سازی فرآیند، کاهش هزینه های تولید و افزایش طول عمر قطعات از مقایسه های فعلی این نوع مواد است. جهت گیری های پژوهشی فعال کاربردهای اصلی: بوته‌ها، قایق‌ها، لوله‌های تحویل فلز مایع، نازل‌های موشک، پایه‌های دستگاه پرقدرت و غیره برای ذوب فلزات تبخیر شده. همچنین می توان از آن به عنوان مواد افزودنی مختلف استفاده کرد.

نیترید بور مکعبی

به عنوان مواد ساینده استفاده می شود. ذرات کوچک تک کریستال cBN را می توان به عنوان ماده ساینده استفاده کرد. ابزارهای ساینده CBN از عمل یک عامل اتصال برای چسباندن دانه های ساینده cBN به محصولات با شکل هندسی خاص به عنوان یک ابزار ساینده مواد فوق سخت استفاده می کنند.

به عنوان مواد ابزار استفاده می شود. PcBN بر کاستی های تک کریستال cBN، مانند برش آسان و ناهمسانگردی غلبه می کند و عمدتاً برای ساخت مواد ابزار استفاده می شود. ابزارهای برش PcBN به ویژه برای برش با سرعت بالا مناسب هستند و همچنین می توانند برای برش با دقت بالا استفاده شوند. آنها به طور گسترده در ماشین آلات CNC استفاده شده اند و برای برش مواد با سختی بالا مناسب هستند.

با پیشرفت مداوم علم و فناوری و افزایش تقاضا برای کاربردها، نیترید بور چشم اندازهای وسیعی برای توسعه آینده دارد. در اینجا برخی از روندهای احتمالی وجود دارد:

بهبود راندمان آماده‌سازی: بهبود کارایی آماده‌سازی یکی از راه‌های دستیابی به تولید نیترید بور در مقیاس بزرگ است و توسعه روش‌های آماده‌سازی کارآمدتر و اقتصادی‌تر هدف توسعه آن است.

در حال حاضر، راندمان آماده سازی نیترید بور کم است، به شرایط دما و فشار بالاتر نیاز دارد و چرخه آماده سازی طولانی است. یکی از جهت‌گیری‌های تحقیقاتی آینده، توسعه روش‌های آماده‌سازی کارآمدتر و اقتصادی‌تر برای بهبود کارایی آماده‌سازی نیترید بور است.

توسعه مواد جدید: علاوه بر مواد نیترید بور معمولی، مواد جدیدی مانند نیترید بور دو بعدی و نیترید بور متخلخل مورد توجه قرار خواهند گرفت. این مواد جدید ساختار و خواص منحصر به فردی دارند و انتظار می‌رود در زمینه‌های وسیع‌تری مورد استفاده قرار گیرند.

گسترش زمینه های کاربردی: نیترید بور به طور گسترده در الکترونیک، اپتوالکترونیک، علم مواد و سایر زمینه ها استفاده شده است. عملکرد عالی آن می تواند زمینه های کاربردی بیشتری را در آینده گسترش دهد، مانند زیست پزشکی، حفاظت از محیط زیست و زمینه های دیگر.

بهبود عملکرد و پایداری: خواص مکانیکی و شیمیایی نیترید بور را می توان با کنترل ساختار کریستالی و خلوص برای برآوردن نیازهای کاربردی بالاتر در آینده بهبود بخشید.