بورون نيتريد: قوة ناشئة في مجال الطلاء

أساس الممتلكات لنيتريد بورون

صلابة عالية وارتداء المقاومة

يتميز نيتريد بورون المكعب بصلابة ثانية فقط إلى الماس ، مع صلابة فيكرز تصل إلى 5000 - 8000 hv. تتيح هذه الخاصية طبقة الفيلم التي تشكلت من خلال دمج C-BN في الطلاء لمقاومة الاحتكاك والارتداء الخارجي بشكل فعال. في مجال طلاء الأدوات ، عندما يكون سطح الأداة مغلفًا بطبقة محتوية على C-BN ، أثناء القطع عالي السرعة للمواد المعدنية ، يمكن للطلاء أن يقلل بشكل كبير من معامل الاحتكاك بين الأداة وقطعة العمل ، وتقليل تآكل الأدوات ، وتوسيع عمر خدمة الأداة بشكل كبير ويحسن كفاءة القطع. على سبيل المثال ، عند تصنيع مواد سبيكة عالية الصدفة ، قد تواجه الأدوات العادية تآكلًا شديدًا في وقت قصير ، في حين أن الأدوات المغلفة بـ C-BN يمكن أن تحافظ على حافة طليعة حادة ، مما يتيح الآلات المستمرة والمستقرة ، وتعزيز دقة الآلات وجودة السطح بشكل كبير.

الاستقرار الكيميائي

يظهر نيتريد البورون السداسي ثباتًا كيميائيًا ممتازًا ولا يكاد يتفاعل مع المعادن المنصهرة. في عملية الطلاء الفراغي ، يحتاج قارب التبخر ، باعتباره مستهلكًا أساسيًا ، إلى العمل بشكل ثابت تحت درجات حرارة عالية (＞ 1500 درجة) ، في ذوبان المعادن المتآكل للغاية (مثل الألومنيوم والنحاس) ، وفي بيئة عالية الثقاف. قوارب تبخر الجرافيت التقليدية معرضة للتآكل من قبل المعادن المنصهرة ولها عمر خدمة قصيرة. في المقابل ، أصبحت مواد السيراميك المستندة إلى H-BN بديلاً مثاليًا بسبب استقرارها الكيميائي. يمكن أن تمنع قوارب التبخر H-BN تآكل جسم القوارب ، وتجنب تلوث الطلاء الناجم عن تآكل جسم القوارب ، وضمان استقرار عملية الطلاء وموثوقية جودة الطلاء.

الموصلية الحرارية العالية ومعامل التمدد الحراري المنخفض

يحتوي Nitride Boron على توصيل حراري عالي في المستوى. على سبيل المثال ، يمكن أن يشكل مسحوق H-BN شبكة توصيل حرارية ذات توجه أفقيًا ممتازًا أثناء تحضير قوارب التبخر ، مع الموصلية الحرارية في الطائرة ＞ 250 واط/(م · ك). وفي الوقت نفسه ، فإن معامل التمدد الحراري منخفض للغاية. أثناء عملية الطلاء ، وخاصة في بعض العمليات التي تتضمن دورات تسخين وتبريد سريعة ، تحتاج مادة الطلاء إلى تحمل التغيرات في درجات الحرارة الحادة. تضمن الموصلية الحرارية العالية وخصائص التمدد الحراري المنخفض لنيتريد البورون توزيعًا موحدًا للحرارة ، وتحمل بشكل فعال صدمات التدفئة والتبريد السريعة المتكررة أثناء عملية الطلاء ، ومنع تكسير الأفلام ، والحفاظ على سلامة واستقرار طبقة الفيلم. على سبيل المثال ، في عملية طلاء تصنيع رقائق أشباه الموصلات ، والتي لها متطلبات عالية للغاية للاستقرار الحراري لطبقة الفيلم ، يمكن لطلاءات نيتريد البورون تلبية هذه المتطلبات الصارمة ، مما يوفر أساسًا مستقرًا وموثوقًا لتصنيع الرقائق.

تطبيقات نيتريد بورون في عمليات طلاء مختلفة

ترسب البخار المادي (PVD)

في عملية PVD ، غالبًا ما يتم استخدام نيتريد البورون لإعداد الطلاء الصلب. خذ طلاء الأيونات متعددة القولون كمثال. يعمل مصدر التبخر المعدني ككاثود ، ومن خلال تفريغ القوس بينه وبين قشرة الأنود ، تتبخر المادة المستهدفة وتؤين لتشكيل بلازما مكانية لإيداع الطلاء على قطعة العمل. عند استخدام هدف نيتريد البورون ، فإن طلاء نيتريد البورون المودع له كثافة عالية للغاية والالتصاق. هذا الطلاء له صلابة عالية ، أكثر من ثلاثة أضعاف صوت الصلب ، ويمكن أن يصل إلى أكثر من 5000HV ؛ إنه جيد وسلس ، مع معامل احتكاك منخفض مع الصلب ؛ لا يلتزم بسهولة بالمعادن ، ومنع تراكم الرقائق وتحسين جودة السطح للأجزاء المشطفية ؛ كما أن لديها صلابة جيدة ، ومقاومة التأثير ، ومقاومة الاصطدام ، ويمكن تطبيقها على قوالب الصب ، وقوالب المختمات ، وما إلى ذلك ، على سبيل المثال ، في تصنيع أجزاء السيارات ، بعد طلاء بعض القوالب مع نيتريد البورون ، يتم تقليل مقاومة البوران بشكل كبير ، وتردد الإنتاج بشكل كبير.

ترسيب البخار الكيميائي (CVD)

تتمتع طريقة CVD بمزايا فريدة في إعداد أفلام رقيقة من Nitride Boron ، مثل عملية إعداد بسيطة ، وأفلام عالية الجودة ، ومناطق نمو كبيرة. عند تحضير الأفلام الرقيقة لحماية تآكل السطح المعدني ، يمكن استخدام الأفلام الرقيقة من Nitride المعدة من CVD مباشرة لحماية تآكل المعادن. يُعرف H-BN ، على غرار بنية الشبكة المستوية للجرافيت ، باسم "الجرافين الأبيض" وله خصائص ممتازة مثل العزل الجيد والاستقرار الحراري العالي والاستقرار الكيميائي القوي. يحتوي نيتريد البورون الخالي من الطبقات على أداء تدريبي ممتاز ، والذي يمكن أن يمنع عوامل التآكل مثل جزيئات الأكسجين وجزيئات الماء من الوصول إلى سطح الركيزة المعدنية وتمنع نقل الإلكترون ، مما يقلل من إمكانية التآكل الجلفاني للمعادن القاعدة. ومع ذلك ، فإن الأفلام الرقيقة البورون التي تحتل CVD لها حدود حدود وعيوب الحبوب. من خلال الاندماج مع ترسب الطبقة الذرية ، يمكن توزيع جزيئات أكسيد المعادن بشكل موحد على الشواغر ، وحدود الحبوب ، والعيوب المتجاعدة لطبقة نيتريد البورون ، على السطح على السطح لتشكيل فيلم مركب من البورون ، والذي يمكن أن يحسن بشكل كبير من مقاومة التآكل للمعايير وتحقيق الحماية الطويلة للمعادن القاعدة.

حالات التطبيق والآثار

حالة تطبيق طلاء الأدوات

قامت مؤسسة تصنيع الأدوات بتطبيق تقنية طلاء C-BN على منتجات قاطع الطحن. أثناء اختبار الطحن من الصلب عالي القوة ، أظهر قاطع الطحن العادي غير المطلي ارتداء حافة واضحة بعد تصنيع 100 قطعة عمل ، مما أدى إلى انخفاض في دقة الآلات وزيادة خشونة سطح الشغل. على النقيض من ذلك ، أظهر قاطع الطحن المطلي C-BN الحد الأدنى من التآكل بعد تصنيع نفس عدد قطع العمل ، وظلت حداثة متطورة حادة ، مما يتيح الآلات المستمرة والمستقرة عالية الدقة. أظهرت الاختبارات الإضافية أن عمر خدمة القاطع المغطى بـ C-BN كان أكثر من خمسة أضعاف قاطع الطحن العادي ، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف استبدال الأدوات ، وتحسين كفاءة الآلات ، وجلب فوائد اقتصادية ملحوظة للمؤسسة.

حالة تطبيق طلاء حماية التآكل المعدني

اعتمدت شركة تصنيع مكونات الفضاء Aerospace تقنية طلاء فيلم Boron Nitride المركب لتحسين مقاومة التآكل لمكونات سبائك الألومنيوم في البيئات المعقدة. بعد المعالجة السطحية لمكونات سبيكة الألومنيوم ، تم ترسيب الأفلام الرقيقة H-BN بواسطة طريقة الأمراض القلبية الوعائية ، ثم تم طلاء فيلم أكسيد معدني موحد على الأفلام الرقيقة H-BN بواسطة ترسب الطبقة الذرية لتشكيل فيلم مركب بورون نتيريد. بعد مختلف اختبارات البيئة القاسية المحاكاة ، مثل اختبارات تآكل رذاذ الملح واختبارات شيخوخة الحرارة الرطبة ، أظهرت النتائج أن مكونات سبائك الألومنيوم غير المطلية أظهرت بقع تآكل واضحة بعد 24 ساعة في بيئة رذاذ الملح ، في حين أن المكونات المغلفة مع فيلم Boron Nitride Composite مركب لا تزال على حدة دون أي علامة على التصنيف بعد 1000 ساعة من الساعات. يعزز تطبيق هذه التكنولوجيا بشكل فعال موثوقية وخدمة مكونات الفضاء الجوي ويضمن التشغيل الآمن للطائرات في البيئات المعقدة.

أساس الممتلكات لنيتريد بورون

​

صلابة عالية وارتداء المقاومة

يتميز نيتريد بورون المكعب بصلابة ثانية فقط إلى الماس ، مع صلابة فيكرز تصل إلى 5000 - 8000 hv. تتيح هذه الخاصية طبقة الفيلم التي تشكلت من خلال دمج C-BN في الطلاء لمقاومة الاحتكاك والارتداء الخارجي بشكل فعال. في مجال طلاء الأدوات ، عندما يكون سطح الأداة مغلفًا بطبقة محتوية على C-BN ، أثناء القطع عالي السرعة للمواد المعدنية ، يمكن للطلاء أن يقلل بشكل كبير من معامل الاحتكاك بين الأداة وقطعة العمل ، وتقليل تآكل الأدوات ، وتوسيع عمر خدمة الأداة بشكل كبير ويحسن كفاءة القطع. على سبيل المثال ، عند تصنيع مواد سبيكة عالية الصدفة ، قد تواجه الأدوات العادية تآكلًا شديدًا في وقت قصير ، في حين أن الأدوات المغلفة بـ C-BN يمكن أن تحافظ على حافة طليعة حادة ، مما يتيح الآلات المستمرة والمستقرة ، وتعزيز دقة الآلات وجودة السطح بشكل كبير.

الاستقرار الكيميائي

يظهر نيتريد البورون السداسي ثباتًا كيميائيًا ممتازًا ولا يكاد يتفاعل مع المعادن المنصهرة. في عملية الطلاء الفراغي ، يحتاج قارب التبخر ، باعتباره مستهلكًا أساسيًا ، إلى العمل بشكل ثابت تحت درجات حرارة عالية (＞ 1500 درجة) ، في ذوبان المعادن المتآكل للغاية (مثل الألومنيوم والنحاس) ، وفي بيئة عالية الثقاف. قوارب تبخر الجرافيت التقليدية معرضة للتآكل من قبل المعادن المنصهرة ولها عمر خدمة قصيرة. في المقابل ، أصبحت مواد السيراميك المستندة إلى H-BN بديلاً مثاليًا بسبب استقرارها الكيميائي. يمكن أن تمنع قوارب التبخر H-BN تآكل جسم القوارب ، وتجنب تلوث الطلاء الناجم عن تآكل جسم القوارب ، وضمان استقرار عملية الطلاء وموثوقية جودة الطلاء.

الموصلية الحرارية العالية ومعامل التمدد الحراري المنخفض

يحتوي Nitride Boron على توصيل حراري عالي في المستوى. على سبيل المثال ، يمكن أن يشكل مسحوق H-BN شبكة توصيل حرارية ذات توجه أفقيًا ممتازًا أثناء تحضير قوارب التبخر ، مع الموصلية الحرارية في الطائرة ＞ 250 واط/(م · ك). وفي الوقت نفسه ، فإن معامل التمدد الحراري منخفض للغاية. أثناء عملية الطلاء ، وخاصة في بعض العمليات التي تتضمن دورات تسخين وتبريد سريعة ، تحتاج مادة الطلاء إلى تحمل التغيرات في درجات الحرارة الحادة. تضمن الموصلية الحرارية العالية وخصائص التمدد الحراري المنخفض لنيتريد البورون توزيعًا موحدًا للحرارة ، وتحمل بشكل فعال صدمات التدفئة والتبريد السريعة المتكررة أثناء عملية الطلاء ، ومنع تكسير الأفلام ، والحفاظ على سلامة واستقرار طبقة الفيلم. على سبيل المثال ، في عملية طلاء تصنيع رقائق أشباه الموصلات ، والتي لها متطلبات عالية للغاية للاستقرار الحراري لطبقة الفيلم ، يمكن لطلاءات نيتريد البورون تلبية هذه المتطلبات الصارمة ، مما يوفر أساسًا مستقرًا وموثوقًا لتصنيع الرقائق.

تطبيقات نيتريد بورون في عمليات طلاء مختلفة

ترسب البخار المادي (PVD)

في عملية PVD ، غالبًا ما يتم استخدام نيتريد البورون لإعداد الطلاء الصلب. خذ طلاء الأيونات متعددة القولون كمثال. يعمل مصدر التبخر المعدني ككاثود ، ومن خلال تفريغ القوس بينه وبين قشرة الأنود ، تتبخر المادة المستهدفة وتؤين لتشكيل بلازما مكانية لإيداع الطلاء على قطعة العمل. عند استخدام هدف نيتريد البورون ، فإن طلاء نيتريد البورون المودع له كثافة عالية للغاية والالتصاق. هذا الطلاء له صلابة عالية ، أكثر من ثلاثة أضعاف صوت الصلب ، ويمكن أن يصل إلى أكثر من 5000HV ؛ إنه جيد وسلس ، مع معامل احتكاك منخفض مع الصلب ؛ لا يلتزم بسهولة بالمعادن ، ومنع تراكم الرقائق وتحسين جودة السطح للأجزاء المشطفية ؛ كما أن لديها صلابة جيدة ، ومقاومة التأثير ، ومقاومة الاصطدام ، ويمكن تطبيقها على قوالب الصب ، وقوالب المختمات ، وما إلى ذلك ، على سبيل المثال ، في تصنيع أجزاء السيارات ، بعد طلاء بعض القوالب مع نيتريد البورون ، يتم تقليل مقاومة البوران بشكل كبير ، وتردد الإنتاج بشكل كبير.

ترسيب البخار الكيميائي (CVD)

تتمتع طريقة CVD بمزايا فريدة في إعداد أفلام رقيقة من Nitride Boron ، مثل عملية إعداد بسيطة ، وأفلام عالية الجودة ، ومناطق نمو كبيرة. عند تحضير الأفلام الرقيقة لحماية تآكل السطح المعدني ، يمكن استخدام الأفلام الرقيقة من Nitride المعدة من CVD مباشرة لحماية تآكل المعادن. يُعرف H-BN ، على غرار بنية الشبكة المستوية للجرافيت ، باسم "الجرافين الأبيض" وله خصائص ممتازة مثل العزل الجيد والاستقرار الحراري العالي والاستقرار الكيميائي القوي. يحتوي نيتريد البورون الخالي من الطبقات على أداء تدريبي ممتاز ، والذي يمكن أن يمنع عوامل التآكل مثل جزيئات الأكسجين وجزيئات الماء من الوصول إلى سطح الركيزة المعدنية وتمنع نقل الإلكترون ، مما يقلل من إمكانية التآكل الجلفاني للمعادن القاعدة. ومع ذلك ، فإن الأفلام الرقيقة البورون التي تحتل CVD لها حدود حدود وعيوب الحبوب. من خلال الاندماج مع ترسب الطبقة الذرية ، يمكن توزيع جزيئات أكسيد المعادن بشكل موحد على الشواغر ، وحدود الحبوب ، والعيوب المتجاعدة لطبقة نيتريد البورون ، على السطح على السطح لتشكيل فيلم مركب من البورون ، والذي يمكن أن يحسن بشكل كبير من مقاومة التآكل للمعايير وتحقيق الحماية الطويلة للمعادن القاعدة.

حالات التطبيق والآثار

حالة تطبيق طلاء الأدوات

قامت مؤسسة تصنيع الأدوات بتطبيق تقنية طلاء C-BN على منتجات قاطع الطحن. أثناء اختبار الطحن من الصلب عالي القوة ، أظهر قاطع الطحن العادي غير المطلي ارتداء حافة واضحة بعد تصنيع 100 قطعة عمل ، مما أدى إلى انخفاض في دقة الآلات وزيادة خشونة سطح الشغل. على النقيض من ذلك ، أظهر قاطع الطحن المطلي C-BN الحد الأدنى من التآكل بعد تصنيع نفس عدد قطع العمل ، وظلت حداثة متطورة حادة ، مما يتيح الآلات المستمرة والمستقرة عالية الدقة. أظهرت الاختبارات الإضافية أن عمر خدمة القاطع المغطى بـ C-BN كان أكثر من خمسة أضعاف قاطع الطحن العادي ، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف استبدال الأدوات ، وتحسين كفاءة الآلات ، وجلب فوائد اقتصادية ملحوظة للمؤسسة.

حالة تطبيق طلاء حماية التآكل المعدني

اعتمدت شركة تصنيع مكونات الفضاء Aerospace تقنية طلاء فيلم Boron Nitride المركب لتحسين مقاومة التآكل لمكونات سبائك الألومنيوم في البيئات المعقدة. بعد المعالجة السطحية لمكونات سبيكة الألومنيوم ، تم ترسيب الأفلام الرقيقة H-BN بواسطة طريقة الأمراض القلبية الوعائية ، ثم تم طلاء فيلم أكسيد معدني موحد على الأفلام الرقيقة H-BN بواسطة ترسب الطبقة الذرية لتشكيل فيلم مركب بورون نتيريد. بعد مختلف اختبارات البيئة القاسية المحاكاة ، مثل اختبارات تآكل رذاذ الملح واختبارات شيخوخة الحرارة الرطبة ، أظهرت النتائج أن مكونات سبائك الألومنيوم غير المطلية أظهرت بقع تآكل واضحة بعد 24 ساعة في بيئة رذاذ الملح ، في حين أن المكونات المغلفة مع فيلم Boron Nitride Composite مركب لا تزال على حدة دون أي علامة على التصنيف بعد 1000 ساعة من الساعات. يعزز تطبيق هذه التكنولوجيا بشكل فعال موثوقية وخدمة مكونات الفضاء الجوي ويضمن التشغيل الآمن للطائرات في البيئات المعقدة.

تلتزم شركة Shengyang New Material Co. ، Ltd. بإنتاج منتجات Boron Nitride و Boron Nitride التي تمت معالجتها ، ويمكنها تخصيص مختلف أجزاء السيراميك العازلة وفقًا لاحتياجات العملاء. اتصل بنا إذا لزم الأمر.
هاتف: +8618560961205
Email:sales@zbsyxc.com