Нитрид бора (BN) — уникальный материал, существующий в нескольких кристаллических формах, каждая из которых обладает радикально разными свойствами. Гексагональный BN мягкий как графит и служит смазкой. Кубический BN твёрдый как алмаз и режет закалённую сталь. Один и тот же химический состав — совершенно разные материалы. Разбираемся, что для чего.
Три модификации нитрида бора
| Свойство | hBN (гексагональный) | cBN (кубический) | wBN (вюрцитный) |
|---|---|---|---|
| Структура | Пластинчатая (как графит) | Кубическая (как алмаз) | Гексагональная плотная |
| Твёрдость, Моос | 1–2 | 9.5–10 | ~10 |
| Tплавления | ~3000°C (разл.) | ~3500°C (при давлении) | — |
| Tстабильности | до 900°C (воздух) | до 1200°C (воздух) | метастабилен |
| Теплопроводность | 30–60 Вт/м·К | 600–1300 Вт/м·К | — |
| Электрич. свойства | Диэлектрик | Полупроводник | — |
| Получение | Синтез при 900°C | НРНТ (6 ГПа, 1500°C) | Ударный синтез |
| Цена | от 3 000 ₽/кг | от 50 000 ₽/кг | Лабораторные количества |
Гексагональный нитрид бора (hBN)
hBN — «белый графит». Пластинчатая структура позволяет слоям легко скользить друг по другу, как в графите, но без чёрного цвета и электропроводности. Это делает hBN уникальным материалом:
Применение hBN
- Высокотемпературная смазка — сухая смазка до 900°C на воздухе, до 2000°C в инертной среде. Для литья, штамповки, защиты форм и тиглей. Смазки с BN →
- Разделительный агент — покрытие форм для литья алюминия, меди, стекла. Не смачивается расплавами. Позволяет легко извлечь отливку.
- Термопасты и теплоотводящие составы — теплопроводность 30–60 Вт/м·К + электроизоляция. Для силовой электроники, LED. Термопасты с BN →
- Керамика — керамические изделия из hBN: тигли, лодочки, сопла, подложки. Обрабатываются механически (в отличие от корундовой керамики). Керамика BN →
- Косметика — наполнитель в пудрах, тенях, основах. Даёт шелковистую текстуру и матовый эффект. BN для косметики →
- Литьё — защитные покрытия для металлургических форм и оснастки. BN для литья →
Марки hBN
| Марка | BN, % | Дисперсность | Назначение |
|---|---|---|---|
| BN-99 | ≥ 99 | 1–10 мкм | Керамика, термопасты |
| BN-98 | ≥ 98 | 5–30 мкм | Смазки, разделители |
| BN-95 | ≥ 95 | 10–50 мкм | Литьё, огнеупоры |
Кубический нитрид бора (cBN)
cBN — второй по твёрдости материал после алмаза. Но в отличие от алмаза, cBN не реагирует с железом при высоких температурах. Это делает его незаменимым для обработки закалённых сталей и чугуна.
Преимущества cBN перед алмазом
- Химическая стойкость к Fe — алмаз графитизируется при контакте с железом > 700°C, cBN стабилен до 1200°C
- Обработка закалённых сталей (HRC 50–65) — cBN шлифует там, где алмаз разрушается
- Обработка жаропрочных сплавов — никелевые, кобальтовые сплавы (Inconel, Waspaloy)
- Чистовое шлифование — Ra 0.1–0.4 мкм без прижогов
Применение cBN
- Шлифовальные круги — для финишной обработки закалённых деталей. Круги cBN →
- Режущие пластины — вставки PCBN для токарной обработки закалённых сталей
- Хонинговальные бруски — для цилиндров двигателей, гильз
Правило выбора: для чёрных металлов (сталь, чугун) — cBN. Для цветных металлов (алюминий, медь) и камня — алмаз.
Вюрцитный нитрид бора (wBN)
wBN — метастабильная модификация, получаемая ударным синтезом. По твёрдости превосходит cBN и, по некоторым данным, даже алмаз. Однако получается только в микроколичествах и пока не имеет промышленного применения. Перспективен для сверхтвёрдых покрытий.
Как выбрать нитрид бора
Для смазки / разделителя → hBN порошок 98–99%, дисперсность 5–30 мкм. Каталог смазок BN
Для термопаст → hBN 99%, 1–10 мкм. Каталог термопаст
Для шлифовки закалённой стали → cBN (круги, бруски). Каталог cBN
Для керамических изделий → hBN прессованный. Каталог керамики BN
Часто задаваемые вопросы
Чем отличается гексагональный нитрид бора от кубического?
hBN — мягкий (1–2 по Моосу), как графит. Смазка, разделитель, керамика. cBN — сверхтвёрдый (9.5–10 по Моосу), как алмаз. Шлифовка закалённых сталей. Один и тот же BN, но разная кристаллическая решётка.
Можно ли заменить алмазный инструмент на cBN?
Для чёрных металлов — да, cBN значительно лучше. Алмаз графитизируется при контакте с железом > 700°C. Для цветных металлов и камня алмаз остаётся лучшим выбором.
Для чего используют hBN как смазку?
hBN — сухая высокотемпературная смазка: литьё, штамповка, защита тиглей. Работает до 900°C на воздухе. Не содержит серы и хлора, не загрязняет расплав.
Заказать нитрид бора:
- 📞 8 800 555-98-76 (бесплатно по России)
- 📧 info@litpromabrasiv.ru
- 🔗 Каталог: нитрид бора
Читайте также
- Шлифзерно и шлифпорошки — абразивные зёрна и порошки F12–F1200
- Огнеупорные фракции — BN-керамика, электрокорунд, SiC для огнеупоров
- Корунд для монолитных огнеупоров — электрокорунд в бетонах и массах
- Карбид кремния 88% — металлургический SiC для раскисления стали
- Глинозём: виды и применение — полный обзор