¿Qué es el nitruro de boro hexagonal (h-BN)?

El nitruro de boro hexagonal (h-BN) es una estructura cristalina compuesta por átomos de nitrógeno y boro dispuestos en una red hexagonal. Es la única fase de nitruro de boro que existe de forma natural en...Se presenta como un polvo blanco suave, suelto, liso y que absorbe la humedad, y comparte características de estructura en capas similares al grafeno, lo que le valió el apodo de grafito blanco.

Propiedades del nitruro de boro hexagonal:

1. Alta resistencia térmica: El nitruro de boro hexagonal (h-BN) sublima únicamente a temperaturas superiores a 3000 °C en una atmósfera de nitrógeno de 0,1 MPa. Su resistencia a 1800 °C duplica la de la temperatura ambiente, lo que demuestra una excelente resistencia al choque térmico. Puede soportar múltiples ciclos de enfriamiento desde 1500 °C hasta temperatura ambiente sin agrietarse.

2. Alta conductividad térmica: La conductividad térmica de los productos de nitruro de boro hexagonal es de aproximadamente 34 W/m·K, similar al acero inoxidable, lo que indica una alta conductividad térmica.

3. Bajo coeficiente de expansión térmica: El coeficiente de expansión térmica del nitruro de boro hexagonal es (2,0~6,5) *-10^6/°C, superado solo por el vidrio de cuarzo. Su alta conductividad térmica le confiere una excelente resistencia al choque térmico.

4. Excelente aislamiento eléctrico: El nitruro de boro hexagonal posee buenas propiedades de aislamiento a altas temperaturas. La resistividad volumétrica máxima del nitruro de boro hexagonal de alta pureza puede alcanzar 10^16-10^18 Ωm. Incluso a 1000 °C, mantiene una resistividad en el rango de 10^4-10^6 Ωm.

5. Buena resistencia a la corrosión: El nitruro de boro hexagonal presenta una excelente estabilidad química y no se humedece con la mayoría de los metales fundidos, vidrios y sales. Presenta alta resistencia a ácidos, álcalis, metales fundidos y vidrios, mostrando una buena inercia química.

6. Bajo coeficiente de fricción: El nitruro de boro hexagonal posee excelentes propiedades lubricantes, con un coeficiente de fricción de 0,16. No aumenta a altas temperaturas y presenta mayor resistencia térmica que el disulfuro de molibdeno y el grafito. Puede utilizarse en atmósferas oxidantes de hasta 900 °C y en vacío de hasta 2000 °C.

7. Maquinabilidad: El nitruro de boro hexagonal se procesa fácilmente mediante técnicas convencionales de corte de metales, logrando una precisión de mecanizado de hasta 0,05 mm. Se pueden producir productos con formas complejas a partir de piezas brutas de nitruro de boro hexagonal.

Aplicaciones de la cerámica de nitruro de boro fabricada a partir de nitruro de boro hexagonal:

1. Debido a la excelente estabilidad química del nitruro de boro hexagonal, se puede utilizar como crisoles, botes, tubos de transferencia de metal líquido, boquillas de cohetes, bases de dispositivos de alta potencia, tuberías para metal fundido, componentes de bombas y moldes para fundición de acero.

2. La resistencia al calor y a la corrosión del nitruro de boro hexagonal lo hacen adecuado para la fabricación de componentes de alta temperatura, revestimientos para cámaras de combustión de cohetes, blindaje térmico para naves espaciales y piezas resistentes a la corrosión para generadores de flujo magnético.

3. Las propiedades aislantes del nitruro de boro hexagonal encuentran amplias aplicaciones en aislamiento eléctrico de alto voltaje y alta frecuencia, materiales aislantes para arcos de plasma, aislantes para diversos calentadores, vainas para tubos de calentamiento y componentes de aislamiento y disipación de calor de alta temperatura, alta frecuencia y alto voltaje en hornos de inducción de alta frecuencia.

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