Material

Керамика нитрида бора (BN)

Нитрид бора (BN) отличается от всех остальных технических керамик тем, что достаточно мягок для обработки обычным инструментальным стальным инструментом, но при этом выдерживает температуры выше 1800 °C в инертной атмосфере,…

Нитрид бора (BN) отличается от всех остальных технических керамик тем, что достаточно мягок для обработки обычным инструментальным стальным инструментом, но при этом выдерживает температуры выше 1800 °C в инертной атмосфере, оставаясь отличным электрическим изолятором.

Этот парадокс обусловлен его графитоподобной гексагональной структурой: слабая межслойная связь придаёт смазочность и обрабатываемость, а прочная ковалентная связь в плоскости обеспечивает высокотемпературную стабильность и диэлектрическую прочность. BN — материал выбора для разрушаемых тиглей, футеровки индукционного нагрева, сопел плазменной сварки и любых приспособлений, которые не должны загрязнять расплавленные металлы или реагировать с активными технологическими газами.

Typical Properties

Indicative ranges — confirm grade and test conditions before design commitment.

PropertyIndicative Value
СоставHot-pressed hexagonal boron nitride
Плотность2.00-2.20 g/cm3
Твёрдость по Виккерсу200-300 HV (Mohs approx. 2)
Прочность на изгиб60-100 MPa
Вязкость разрушения2-3 MPa.m1/2
Максимальная рабочая температура1000 C in air, 2000 C inert
Теплопроводность30-60 W/m.K (in-plane)
Тепловое расширение (20-1000 C)1-3 x10-6/K
Potential Advantages

Обрабатывается стандартным твердосплавным инструментом (алмазное шлифование не требуется); отличная высокотемпературная электрическая изоляция; не смачивается большинством расплавленных металлов и стёкол; низкие диэлектрические потери на СВЧ и радиочастотах.

Design Considerations

BN окисляется на воздухе выше ~900–1000 °C, поэтому длительная высокотемпературная служба требует сухой или инертной атмосферы. Он также порист и гигроскопичен — храните в сухих условиях и герметизируйте при риске поглощения влаги. Механическая прочность скромнее, чем у конструкционных керамик.

Limitations & Trade-offs

Низкая механическая прочность (прочность на изгиб обычно < 100 МПа); пористая структура впитывает влагу и масла; окисляется на воздухе при повышенной температуре; относительно высокая стоимость за объём из-за специализированной обработки.