Zeshoekige boornitride-toepassingen (keramische BN-smeltkroes)

Zeshoekige BN (h-BN) is de meest gebruikte polymorf. Het is een goed smeermiddel bij zowel lage als hoge temperaturen (tot 900 °C, zelfs in een oxiderende atmosfeer). h-BN-smeermiddel is bijzonder nuttig wanneer de elektrische geleidbaarheid of chemische reactiviteit van grafiet (alternatief smeermiddel) problematisch zou zijn. Een ander voordeel van h-BN ten opzichte van grafiet is dat het geen water- of gasmoleculen nodig heeft die tussen de lagen worden opgesloten. Daarom kunnen h-BN-smeermiddelen zelfs in vacuüm worden gebruikt, bijvoorbeeld in ruimtetoepassingen. De smerende eigenschappen van fijnkorrelig h-BN worden gebruikt in cosmetica, verven, tandcementen en potloodstiften.

Zeshoekige BN werd voor het eerst gebruikt in cosmetica rond 1940 in Japan. Vanwege de hoge prijs werd h-BN echter al snel verlaten voor deze toepassing. Het gebruik ervan werd eind jaren negentig nieuw leven ingeblazen met de optimalisatie van h-BN-productieprocessen, en momenteel wordt h-BN gebruikt door bijna alle toonaangevende producenten van cosmetische producten voor foundation, make-up, oogschaduw, blushers, kohl-potloden, lippenstift en andere huidverzorgingsproducten.

Vanwege de uitstekende thermische en chemische stabiliteit worden boornitride-keramiek traditioneel gebruikt als onderdelen van apparatuur voor hoge temperaturen. h-BN kan worden opgenomen in keramiek, legeringen, harsen, kunststoffen, rubbers en andere materialen, waardoor ze zelfsmerende eigenschappen hebben. Dergelijke materialen zijn geschikt voor de constructie van bijvoorbeeld lagers en in de staalproductie. Kunststoffen gevuld met BN hebben minder thermische uitzetting en een hogere thermische geleidbaarheid en elektrische weerstand. Vanwege zijn uitstekende diëlektrische en thermische eigenschappen wordt BN in de elektronica gebruikt, bijvoorbeeld als substraat voor halfgeleiders, microgolftransparante vensters en als constructiemateriaal voor afdichtingen. Het kan ook worden gebruikt als diëlektricum in resistieve willekeurig toegankelijke geheugens.

Hexagonaal BN wordt gebruikt in xerografische proces- en laserprinters als een ladingslekbarrièrelaag van de fotodrum. In de auto-industrie wordt h-BN gemengd met een bindmiddel (boriumoxide) gebruikt voor het afdichten van zuurstofsensoren, die feedback geven voor het aanpassen van de brandstof stromen. Het bindmiddel maakt gebruik van de unieke temperatuurstabiliteit en isolerende eigenschappen van h-BN.

Onderdelen kunnen worden gemaakt door heet persen uit vier commerciële kwaliteiten h-BN. Kwaliteit HBN bevat een booroxidebindmiddel; het is bruikbaar tot 550-850 ° C in oxiderende atmosfeer en tot 1600 ° C in vacuüm, maar is vanwege het booroxide-gehalte gevoelig voor water. Kwaliteit HBR gebruikt een calciumboraatbindmiddel en is bruikbaar bij 1600 °C. Kwaliteiten HBC en HBT bevatten geen bindmiddel en kunnen gebruikt worden tot 3000 °C.

Boornitride nanosheets (h-BN) kunnen worden afgezet door katalytische ontleding van borazine bij een temperatuur van ~1100 ° C in een chemische dampafzetting opstelling, over gebieden tot ongeveer 10 cm2. Vanwege hun hexagonale atomaire structuur, kleine roostermismatch met grafeen (~ 2%) en hoge uniformiteit worden ze gebruikt als substraten voor op grafeen gebaseerde apparaten. BN-nanobladen zijn ook uitstekende protongeleiders. Hun hoge protontransportsnelheid, gecombineerd met de hoge elektrische weerstand, kan leiden tot toepassingen in brandstofcellen en waterelektrolyse.

h-BN wordt sinds het midden van de jaren 2000 gebruikt als smeermiddel voor kogels en boringen in precisiedoelgeweertoepassingen als alternatief voor molybdeendisulfidecoating, gewoonlijk aangeduid als"moly". Er wordt beweerd dat het de effectieve levensduur van het vat verhoogt, de intervallen tussen het schoonmaken van de boring vergroot en de afwijking in het impactpunt tussen de eerste schoten met een schone boring en de daaropvolgende schoten vermindert.