O nitreto de boro é um material cerâmico com uma estrutura hexagonal semelhante ao grafite, o que lhe rendeu o apelido de "grafite branco". Ele apresenta alta condutividade térmica, excelente resistência dielétrica e uma baixa constante dielétrica. Com uma dureza de cerca de 4, o nitreto de boro prensado a quente é fácil de usinar, o que o torna ideal para várias aplicações de alto desempenho.
O nitreto de boro (BN) é um material cerâmico sintético conhecido por sua combinação exclusiva de propriedades, incluindo alta condutividade térmica, excelente resistência dielétrica e lubrificação superior. Disponível em várias formas estruturais, a cerâmica de nitreto de boro é indispensável em setores como o eletrônico, aeroespacial e de gerenciamento térmico.
Principais formas estruturais do nitreto de boro
Nitreto de Boro Hexagonal (hBN) Conhecido como "grafite branco" devido à sua estrutura hexagonal, o hBN compartilha propriedades como maciez e lubricidade com o grafite. Entretanto, ele também é um excelente isolante elétrico com alta condutividade térmica, o que o torna ideal para:
Lubrificantes de alta temperatura e agentes de liberação de moldes.
Materiais de gerenciamento térmico em eletrônicos.
Componentes de fornos a vácuo.
Nitreto de boro pirolítico (P-BN) Produzido por meio de Deposição Química de Vapor (CVD), o P-BN é um material ultrapuro com excepcional estabilidade térmica e química. Ele é amplamente utilizado em:
Contêineres para materiais de alta pureza e semicondutores compostos.
Componentes de alta temperatura e quimicamente inertes.
Estruturas de paredes finas, como tubos, anéis e cadinhos.
Nitreto de boro cúbico (cBN) Isoeletrônico com o diamante, o cBN oferece dureza semelhante com maior estabilidade química e térmica. Suas propriedades exclusivas o tornam adequado para:
Abrasivos e ferramentas de corte.
Revestimentos resistentes à oxidação.
Materiais de alto desempenho para ambientes extremos.
Nitreto de boro amorfo (aBN) O equivalente não cristalino do carbono amorfo, o aBN é usado em aplicações especializadas em que são necessárias formas não estruturadas.
Vantagens do material
Gerenciamento térmico: Alta condutividade térmica e excepcional dissipação de calor.
Isolamento elétrico: Baixa constante dielétrica e alta resistência dielétrica.
Resistência a altas temperaturas: Estável a temperaturas superiores a 2000°C em atmosferas inertes.
Usinabilidade: Facilmente moldado em formas personalizadas com tolerâncias precisas.
Inércia química: Resistente à maioria dos produtos químicos e à oxidação, o que o torna confiável em ambientes agressivos.
Não molha: Ideal para aplicações de metal fundido e vidro.
Aplicações do nitreto de boro
Gerenciamento térmico: Componentes de dissipação de calor em produtos eletrônicos e aeroespaciais.
Manuseio de metal fundido: Cadinhos, bicos e tubos de proteção de termopar.
Isolamento de alta temperatura: Isoladores elétricos e suportes para fornos a vácuo.
Abrasivos e revestimentos: Ferramentas de corte, revestimentos de metal resistentes à oxidação e agentes desmoldantes.
Óptica avançada: Componentes de radar, bicos de laser e janelas de antena.
Processamento de plasma: Revestimentos de câmaras e acessórios para fabricação de semicondutores.
Processamento de alta pureza: O nitreto de boro pirolítico é o material preferido para recipientes de alta pureza e crescimento de semicondutores.
Processo de fabricação
A produção moderna de BN começa com ácido bórico (H₃BO₃) ou trióxido bórico (B₂O₃) combinado com amônia ou ureia como fonte de nitrogênio. O BN amorfo intermediário (aBN) é purificado e convertido em:
BN hexagonal (hBN) por meio de aquecimento em alta temperatura.
BN cúbico (cBN) por meio de síntese de alta pressão e alta temperatura, semelhante à produção de diamante sintético.
BN pirolítico (P-BN) por meio de deposição química de vapor (CVD) em altas temperaturas sob vácuo, garantindo ultrapureza e precisão estrutural.
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