Boron Nitride: Daya Muncul di Bidang Salutan

May 16, 2025

Asas harta boron nitrida

Kekerasan tinggi dan rintangan haus

Nitride boron kubik mempunyai kekerasan kedua hanya untuk berlian, dengan kekerasan Vickers mencapai 5000 - 8000 hv. Ciri ini membolehkan lapisan filem yang dibentuk dengan menggabungkan c-Bn dalam salutan untuk secara berkesan menahan geseran luaran dan memakai. Dalam bidang salutan alat, apabila permukaan alat disalut dengan lapisan yang mengandungi C-Bn, semasa pemotongan kelajuan tinggi bahan-bahan logam, salutan dapat mengurangkan pekali geseran antara alat dan bahan kerja, meminimumkan pakaian alat, dan sangat memanjangkan kehidupan perkhidmatan alat dan meningkatkan kecekapan pemotongan. Sebagai contoh, apabila pemesinan bahan aloi tinggi, alat biasa mungkin mengalami haus yang teruk dalam masa yang singkat, sementara alat yang disalut dengan C-BN dapat mengekalkan kelebihan tajam, membolehkan pemesinan berterusan dan stabil, dan meningkatkan ketepatan pemesinan dan kualiti permukaan.

Kestabilan kimia

Hexagonal boron nitride mempamerkan kestabilan kimia yang sangat baik dan tidak dapat bertindak balas dengan logam cair. Dalam proses salutan vakum, bot penyejatan, sebagai inti yang boleh digunakan, perlu beroperasi dengan stabil di bawah suhu tinggi (＞ 1500 darjah), dalam cair logam yang sangat menghakis (seperti aluminium dan tembaga), dan dalam persekitaran vakum tinggi. Bot penyejatan grafit tradisional terdedah kepada hakisan oleh logam cair dan mempunyai hayat perkhidmatan pendek. Sebaliknya, bahan seramik berasaskan H-BN telah menjadi alternatif yang ideal kerana kestabilan kimia mereka. Bot penyejatan H-Bn boleh menghalang kakisan badan bot, mengelakkan pencemaran salutan yang disebabkan oleh kakisan badan bot, dan memastikan kestabilan proses salutan dan kebolehpercayaan kualiti salutan.

Kekonduksian terma yang tinggi dan pekali pengembangan haba yang rendah

Boron Nitride mempunyai kekonduksian terma dalam pesawat yang tinggi. Sebagai contoh, serbuk H-BN boleh membentuk rangkaian pengaliran haba berorientasikan yang sangat mendatar semasa penyediaan bot penyejatan, dengan kekonduksian terma dalam pesawat ＞ 250 w\/(m · k). Sementara itu, pekali pengembangan terma sangat rendah. Semasa proses salutan, terutamanya dalam beberapa proses yang melibatkan pemanasan cepat dan kitaran penyejukan, bahan salutan perlu menahan perubahan suhu drastik. Kekonduksian terma yang tinggi dan sifat pengembangan haba yang rendah boron nitride memastikan pengagihan haba seragam, dengan berkesan menahan pemanasan cepat dan kejutan penyejukan yang berulang semasa proses salutan, mencegah filem retak, dan mengekalkan integriti dan kestabilan prestasi lapisan filem. Sebagai contoh, dalam proses salutan pembuatan cip semikonduktor, yang mempunyai keperluan yang sangat tinggi untuk kestabilan haba lapisan filem, lapisan boron nitride dapat memenuhi keperluan yang ketat ini, menyediakan asas yang stabil dan boleh dipercayai untuk pembuatan cip.

Aplikasi boron nitride dalam proses salutan yang berbeza

Pemendapan Wap Fizikal (PVD)

Dalam proses PVD, boron nitride sering digunakan untuk menyediakan salutan keras. Ambil penyaduran ion multi-ark sebagai contoh. Sumber penyejatan logam berfungsi sebagai katod, dan melalui pelepasan arka di antaranya dan shell anod, bahan sasaran menguap dan mengionkan untuk membentuk plasma spatial untuk mendepositkan salutan pada bahan kerja. Apabila sasaran nitrida boron digunakan, salutan boron nitride yang disimpan mempunyai ketumpatan dan lekatan yang sangat tinggi. Lapisan ini mempunyai kekerasan yang tinggi, lebih daripada tiga kali keluli mati, dan bahkan dapat mencapai lebih dari 5000HV; Ia baik dan licin, dengan pekali geseran yang rendah dengan keluli; Ia tidak mudah mematuhi logam, menghalang pembentukan cip dan meningkatkan kualiti permukaan bahagian machined; Ia juga mempunyai ketangguhan yang baik, rintangan impak, dan rintangan perlanggaran, dan boleh digunakan untuk acuan mati, acuan cetakan, dan sebagainya. Sebagai contoh, dalam pembuatan bahagian-bahagian automotif, selepas salutan beberapa acuan dengan boron nitrida, rintangan haus yang dipertingkatkan,

Pemendapan Wap Kimia (CVD)

Kaedah CVD mempunyai kelebihan yang unik dalam menyediakan filem nipis nitrida boron, seperti proses penyediaan mudah, filem berkualiti tinggi, dan kawasan pertumbuhan yang besar. Apabila menyediakan filem-filem nipis untuk perlindungan kakisan permukaan logam, filem nipis nitrik boron nitrida yang disediakan CVD boleh digunakan secara langsung untuk perlindungan kakisan logam. H-BN, sama dengan struktur rangkaian planar grafit, biasanya dikenali sebagai "graphene putih" dan mempunyai sifat yang sangat baik seperti penebat yang baik, kestabilan haba yang tinggi, dan kestabilan kimia yang kuat. Nitrida boron bebas kecacatan tunggal mempunyai prestasi perisai yang sangat baik, yang boleh menghalang faktor kakisan seperti oksigen dan molekul air daripada mencapai permukaan substrat logam dan menghalang pemindahan elektron, dengan itu mengurangkan kemungkinan kakisan galvanik logam asas. Walau bagaimanapun, filem-filem nipis nitrid yang disediakan oleh CVD tidak dapat dielakkan mempunyai sempadan dan kecacatan bijirin. Dengan menggabungkan dengan pemendapan lapisan atom, zarah oksida logam boleh diedarkan secara seragam pada kekosongan, sempadan bijian, dan kecacatan berkedut lapisan filem nitrida boron dan di permukaan untuk membentuk filem komposit nitrida boron, yang dapat meningkatkan rintangan kakisan logam dan mencapai perlindungan logam panjang.

Kes dan Kesan Permohonan

Kes permohonan salutan alat

Alat pembuatan perusahaan menggunakan teknologi salutan C-BN untuk produk pemotong penggilingannya. Semasa ujian penggilingan keluli aloi kekuatan tinggi, pemotong pengilangan biasa yang tidak bersuara menunjukkan pakaian kelebihan yang jelas selepas pemesinan 100 bahan kerja, mengakibatkan penurunan ketepatan pemesinan dan peningkatan kekasaran permukaan bahan kerja. Sebaliknya, pemotong penggilingan bersalut C-Bn mempamerkan haus minimum selepas memesona bilangan kerja yang sama, dan canggihnya tetap tajam, membolehkan pemesinan ketepatan tinggi yang berterusan dan stabil. Ujian lanjut menunjukkan bahawa hayat perkhidmatan pemotong penggilingan bersalut C-BN adalah lebih daripada lima kali daripada pemotong pengilangan biasa, dengan ketara mengurangkan kos penggantian alat, meningkatkan kecekapan pemesinan, dan membawa manfaat ekonomi yang luar biasa kepada perusahaan.

Kes permohonan salutan perlindungan kakisan logam

Sebuah syarikat pembuatan komponen aeroangkasa mengadopsi teknologi salutan filem komposit nitrida boron untuk meningkatkan rintangan kakisan komponen aloi aluminium dalam persekitaran yang kompleks. Selepas rawatan permukaan komponen aloi aluminium, filem tipis H-Bn disimpan oleh kaedah CVD, dan kemudian filem oksida logam seragam disalut pada filem-filem nipis H-Bn oleh pemendapan lapisan atom untuk membentuk filem komposit boron nitrida. Selepas pelbagai ujian persekitaran yang simulasi, seperti ujian kakisan semburan garam dan ujian penuaan haba lembap, hasilnya menunjukkan bahawa komponen aloi aluminium yang tidak bersalut menunjukkan bintik -bintik kakisan yang jelas selepas 24 jam dalam persekitaran semburan garam, manakala komponen -komponen yang disalut dengan boron nitride Penerapan teknologi ini dengan berkesan meningkatkan kebolehpercayaan dan hayat perkhidmatan komponen aeroangkasa dan memastikan operasi pesawat yang selamat dalam persekitaran yang kompleks.