การพัฒนาและการประยุกต์ใช้วัสดุโบรอนไนไตรด์ประสิทธิภาพสูง

เนื่องจากเป็นวัสดุเซรามิกชนิดใหม่ที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมและมีศักยภาพในการพัฒนาสูง โบรอนไนไตรด์จึงประกอบด้วยไอโซเมอร์ 5 ชนิด ได้แก่ โบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยม (h-BN), คิวบิกโบรอนไนไตรด์ (c-BN), ไฟเบอร์ แร่สังกะสี โบรอนไนไตรด์ (w-BN), สี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน โบรอนไนไตรด์ (r-BN) และขนมเปียกปูนโบรอนไนไตรด์ (o-BN)

การใช้โบรอนไนไตรด์

การวิจัยในปัจจุบันเกี่ยวกับ BN มุ่งเน้นไปที่เฟสหกเหลี่ยม (h-BN) และเฟสลูกบาศก์ (c-BN) เป็นหลัก อดีตมีการหล่อลื่น การนำความร้อน และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงที่ดี ส่วนหลังยังอยู่ในสมดุลทางอุณหพลศาสตร์และสถานะคงที่ที่อุณหภูมิและความดันปกติ พื้นที่การใช้งานหลักของ h-BN นั้นเป็นวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์คิวบิกโบรอนไนไตรด์

โบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยม

โบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยมเป็นวัสดุที่ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการกัดกร่อน ค่าการนำความร้อนสูง ฉนวนสูง และคุณสมบัติการหล่อลื่นที่ดีเยี่ยม ตามสถานการณ์ปัจจุบัน การลดความซับซ้อนของกระบวนการ การลดต้นทุนการผลิต และการเพิ่มอายุการใช้งานของส่วนประกอบเป็นการเปรียบเทียบในปัจจุบันของวัสดุประเภทนี้ ทิศทางการวิจัยเชิงรุก การใช้งานหลัก: ถ้วยใส่ตัวอย่าง เรือ ท่อส่งโลหะเหลว หัวฉีดจรวด ฐานอุปกรณ์กำลังสูง ฯลฯ สำหรับการถลุงโลหะที่ระเหย นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นสารเติมแต่งวัสดุต่างๆ

ลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์

ใช้เป็นวัสดุขัด อนุภาคขนาดเล็กของผลึกเดี่ยว cBN สามารถใช้เป็นวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้ เครื่องมือขัด CBN ใช้การทำงานของสารช่วยยึดเกาะเพื่อยึดเม็ดสารขัดถู cBN เข้ากับผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างทางเรขาคณิตบางประเภทในฐานะเครื่องมือขัดวัสดุที่มีความแข็งเป็นพิเศษ

ใช้เป็นวัสดุเครื่องมือ PcBN เอาชนะข้อบกพร่องของผลึกเดี่ยว cBN เช่น การแตกแยกได้ง่ายและแอนไอโซโทรปี และส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตวัสดุเครื่องมือ เครื่องมือตัด PcBN เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตัดด้วยความเร็วสูงและยังสามารถใช้สำหรับการตัดที่มีความแม่นยำสูงอีกด้วย มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือกล CNC และเหมาะสำหรับการตัดวัสดุที่มีความแข็งสูง

ด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและความต้องการใช้งานที่เพิ่มขึ้น โบรอนไนไตรด์จึงมีแนวโน้มกว้างไกลสำหรับการพัฒนาในอนาคต แนวโน้มที่เป็นไปได้มีดังนี้:

ปรับปรุงประสิทธิภาพการเตรียมการ: การปรับปรุงประสิทธิภาพการเตรียมการเป็นวิธีหนึ่งในการบรรลุการผลิตโบรอนไนไตรด์ในปริมาณมาก และการพัฒนาวิธีการเตรียมการที่มีประสิทธิภาพและประหยัดมากขึ้นคือเป้าหมายการพัฒนา

ปัจจุบันประสิทธิภาพในการเตรียมโบรอนไนไตรด์อยู่ในระดับต่ำ ต้องใช้สภาวะอุณหภูมิและความดันที่สูงขึ้น และรอบการเตรียมการก็ยาวนาน ทิศทางการวิจัยประการหนึ่งในอนาคตคือการพัฒนาวิธีการเตรียมที่มีประสิทธิภาพและประหยัดมากขึ้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการเตรียมโบรอนไนไตรด์

พัฒนาวัสดุใหม่: นอกเหนือจากวัสดุโบรอนไนไตรด์แบบธรรมดาแล้ว วัสดุใหม่ เช่น โบรอนไนไตรด์สองมิติและโบรอนไนไตรด์ที่มีรูพรุนจะได้รับความสนใจ วัสดุใหม่เหล่านี้มีโครงสร้างและคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ และคาดว่าจะนำไปใช้ในสาขาต่างๆ ที่กว้างขึ้น

ขยายขอบเขตการใช้งาน: โบรอนไนไตรด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ วัสดุศาสตร์ และสาขาอื่นๆ ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของมันสามารถขยายขอบเขตการใช้งานได้มากขึ้นในอนาคต เช่น ชีวการแพทย์ การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม และสาขาอื่นๆ

ปรับปรุงประสิทธิภาพและความเสถียร: สามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและทางเคมีของโบรอนไนไตรด์ได้โดยการควบคุมโครงสร้างผลึกและความบริสุทธิ์เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการใช้งานที่สูงขึ้นในอนาคต