Прегледи: 222 Автор: Езерото публикуване Време: 2025-06-12 Произход: Сайт
Меню за съдържание
● Въведение в бора нитрид и боров карбид
● Химичен състав и кристална структура
>> Борон Нитрид
>> Борон карбид
● Физически и механични свойства
● Термична и химическа стабилност
>> Борон Нитрид
>> Борон карбид
● Механична производителност и устойчивост на износване
>> Борон Нитрид
>> Борон карбид
● Електрически и електронни свойства
>> Борон Нитрид
>> Борон карбид
● Приложения на борен нитрид и боров карбид
>> Приложения за бор от нитрид
>> Приложения за карбид от бор
>> Борон Нитрид
>> Борон карбид
>> 1. Кои са основните химични разлики между бор от бор и боран карбид?
>> 2. Кой материал е по -труден, бор от нитрид или боран карбид?
>> 3. Може ли борният нитрид да провежда електричество?
>> 4. Какви са типичните приложения на боровата карбида?
>> 5. Как термичната стабилност на борната нитрид се сравнява с борора карбид?
Борн Нитрид и Борон карбид са два напреднали керамични материали, които споделят елемента Бор, но се различават значително по състав, структура, свойства и приложения. И двете се оценяват в индустриите, изискващи висока твърдост, термична стабилност и химическа устойчивост, но въпреки това те изпълняват различни роли поради техните уникални характеристики. Тази статия предоставя подробно сравнение на борната нитрид и Борн карбид , изследване на техния химически състав, физически и механични свойства, методи на производство, приложения и предимства. Разбирането на тези различия е от решаващо значение за инженерите, учени и производители при избора на подходящ материал за конкретни приложения.
Борът нитрид е съединение на бор и азот с химическата формула BN. Той съществува в няколко кристални форми, включително шестоъгълен бор нитрид (H-BN), кубичен бор нитрид (C-BN), ромбоедричен бор нитрид (R-BN) и Wurtzite Boron Nitride (W-BN). Шестоъгълен бор нитрид прилича на графит по структура и е известен със своите смазващи свойства, докато кубичният бор нитрид е свръхкортен материал, втори само на диамант.
Boron Carbide е керамично съединение от боро -въглерод с типична стехиометрия, близка до B₄C. Той е един от най -трудното известни материали, надминат само от диамант и кубичен бор нитрид. Boron Carbide има сложна кристална структура, базирана на Boron Icosahedra и въглеродни вериги, допринасяйки за неговата изключителна твърдост, ниска плътност и неутронни абсорбционни възможности.
- Състав: атоми от бор и азот в съотношение 1: 1.
Кристални форми:
- Шестоъгълен BN (H-BN): Слоева структура, подобна на графита, със слаби сили на ван дер Ваал между слоевете.
- Кубичен BN (C-BN): кристална структура на цинковата смес, изключително твърда и плътна.
- Rhombohedral и Wurtzite BN: по -рядко срещани полиморфи с уникални свойства.
Свойства:
- Шестоъгълен BN е добър смазочен и електрически изолатор.
- Кубичният BN е свръхзрящ и се използва в инструментите за рязане.
- Състав: бор и въглеродни атоми, с типична формула в близост до B₄C, но променлива стехиометрия.
- Кристална структура: Сложни икозаедрични борви от бор, свързани с въглеродни атоми, образуващи ромбоедрична решетка.
- Свойства: Изключително твърди, леки и химически стабилни.
| Свойство | Борн Нитрид (шестоъгълен) | борен карбид |
|---|---|---|
| Твърда (MOHS) | ~ 2-3 (h-bn), до 9.5 (c-bn) | 9.5 - 9.75 |
| Плътност (g/cm 3) | ~ 2.1 - 3.5 | ~ 2.5 |
| Топлинна проводимост (w/m · k) | Високо (~ 30-90) | Умерено (~ 30-42) |
| Електрическа проводимост | Изолатор (H-BN), полупроводник (C-BN) | Полупроводниково |
| Издръжливост на счупване (MPA · M^1/2^) | Ниско (~ 1-2) | Умерено (~ 3) |
| Точка на топене (° С) | ~ 2973 (сублимация) | ~ 2450 |
| Химическа стабилност | Отличен, инертен | Отличен, стабилен в киселини и алкали |
- Силно стабилни химически и термично, особено при инертни или редуциращи атмосфери.
- Започва да се окислява при температури над 900 ° С във въздуха.
- Шестоъгълен BN е устойчив на киселини и алкали, но може да бъде атакуван от горещо концентрирани алкали.
- Сублимира при много високи температури, без да се топи.
- Стабилна до 1500 ° C в инертна атмосфера.
- Окислява във въздуха, започвайки от около 500 ° С, с тежко окисляване над 800 ° С.
- Устойчив на повечето киселини и алкали, но реагира с разтопени алкали и определени метални оксиди при високи температури.
- Може да реагира с метали, за да образува бориди или карбиди при повишени температури.
- Шестоъгълен BN е мек и смазващ, използван като твърда смазка.
- Кубичният BN е изключително твърд и се използва при режещи инструменти и абразиви.
- проявява нисък коефициент на триене и добра устойчивост на термичен удар.
- По -ниска здравина на счупване в сравнение с карбида от бор.
- Един от най -трудните материали, отлична устойчивост на абразия.
- Използва се в балистична броня, абразиви и инструменти за рязане.
- По -висока здравина на фрактурата от борната нитрид, но все пак крехка в сравнение с металите.
- Поддържа твърдост и здравина при повишени температури.
- Шестоъгълен BN е отличен електрически изолатор.
- Кубичният BN се държи като полупроводник с широка лента.
- Използва се като диелектрични слоеве, изолационни покрития и в електронни устройства.
- Полупроводник с лента около 2,09 eV.
- излага проводимост от тип P поради скачащи транспортни механизми.
- Използва се в неутронни детектори и полупроводникови приложения.
- Смазочни материали: Слоената структура на шестоъгълната BN осигурява отлично смазване при високи температури.
- Режещи инструменти: Кубичен BN се използва при инструменти за рязане и смилане на твърди метали.
- Електрическа изолация: Използва се в електронни субстрати и изолационни покрития.
- Термично управление: Високата топлинна проводимост подпомага разсейването на топлина.
- Покрития: Защитни покрития за износване и устойчивост на корозия.
- Балистична броня: Лека и изключително твърда, използвана в лична броня и превозно средство.
- Абразиви: шлифовъчни колела, взривяване на дюзи и полиране на медии.
- Ядрена промишленост: Неуронни абсорбатори в контролните пръти и екранирането.
- Инструменти за рязане: Висока твърдост помага при приложения за рязане и обработка.
- Композитни материали: Арматура в метални и полимерни матрици.
- Синтезиран чрез реагиране на бор оксид с амоняк или азот при високи температури.
- Шестоъгълен BN се произвежда чрез отлагане на химически пари или синтероване.
- Кубичният BN се синтезира при условия на високо налягане и температура.
- Произведено чрез карботермално намаляване на бор оксида с въглерод при високи температури.
- Горещо натискане или синтероване, използвани за образуване на плътна керамика.
- Сложната стехиометрия изисква прецизен контрол по време на синтеза.
Boron Nitride и Boron Carbide са едновременно изключителна керамика на базата на бор с различни композиции и свойства. Boron Nitride предлага уникални предимства като електрически изолатор, смазка и материал за рязане на инструменти, особено в шестоъгълните и кубичните си форми. Boron Carbide се откроява със своята изключителна твърдост, ниска плътност и неутронни абсорбционни възможности, което го прави идеален за балистична броня, абразиви и ядрени приложения. Изборът между тези материали зависи от специфичните изисквания за приложение, включително механична якост, термична стабилност, електрически свойства и химическа устойчивост.
Борският нитрид е съставен от бор и азотни атоми, докато борен карбид се състои от бор и въглеродни атоми.
Boron Carbide обикновено е по -труден, класира се точно под диамант и кубичен бор нитрид.
Шестоъгълен бор нитрид е електрически изолатор, докато кубичният бор нитрид проявява полупроводникови свойства.
Boron Carbide се използва в балистична броня, абразиви, ядрени контролни пръти и режещи инструменти.
Борският нитрид има по -висока термична стабилност и сублимира при по -високи температури, докато борът карбид се окислява при по -ниски температури.
