Нітрид бору: нова сила в полі покриття

Основа власності нітриду бору

Висока твердість та зношування

Кубічний нітрид бору має твердість по -друге, лише до алмазу, з твердістю Віккера, що досягає 5000 - 8000 HV. Ця характеристика дозволяє плівковий шар, утворений шляхом включення C-BN у покриття для ефективного протистояння зовнішньому тертях та зносу. У полі покриття інструментів, коли поверхня інструменту покрита шаром, що містить C-BN, під час високошвидкісного різання металевих матеріалів, покриття може значно зменшити коефіцієнт тертя між інструментом та заготовкою, мінімізувати зношування інструментів та значно розширити термін служби інструменту та підвищити ефективність різання. Наприклад, під час обробки матеріалів із сплавом з високою жорсткістю, звичайні інструменти можуть зазнати сильного зносу за короткий час, тоді як інструменти, покриті C-BN, можуть підтримувати різку ріжучу кромку, що забезпечує безперервну та стабільну обробку та значно підвищує точність обробки та якість поверхні.

Хімічна стабільність

Гексагональний нітрид бору проявляє чудову хімічну стабільність і навряд чи реагує з розплавленими металами. У процесі вакуумного покриття човен випаровування, як основний споживчий матеріал, повинен стабільно працювати при високих температурах (＞ 1500 градусів), у дуже корозійних металевих розплавах (таких як алюміній та мідь), а також у середовищі з високим вакуумом. Традиційні графітові випаровування човни вразливі до ерозії розплавленими металами та мають короткий термін служби. Навпаки, керамічні матеріали на основі H-BN стали ідеальною альтернативою завдяки їх хімічній стабільності. Човни для випаровування H-BN можуть запобігти корозії кузова човна, уникати забруднення покриття, спричиненого корозією кузова, та забезпечити стабільність процесу покриття та надійність якості покриття.

Висока теплопровідність та низький коефіцієнт термічного розширення

Нітрид бору має високу теплопровідність у площині. Наприклад, порошок H-BN може утворювати чудову горизонтально орієнтовану мережу теплової провідності під час приготування човнів випаровування, з площинною теплопровідністю ＞ 250 Вт\/(м · к). Тим часом його коефіцієнт теплового розширення надзвичайно низький. Під час процесу покриття, особливо в деяких процесах, що включають цикли швидкого нагрівання та охолодження, матеріал покриття повинен витримати різкі зміни температури. Висока теплопровідність та низькі властивості теплового розширення нітриду бору забезпечують рівномірний розподіл тепла, ефективно витримуючи повторне швидке нагрівання та охолодження під час процесу покриття, запобігають розтріскуванню плівки та підтримують цілісність та стабільність продуктивності шару плівки. Наприклад, у процесі покриття напівпровідникового виробництва мікросхем, що має надзвичайно високі вимоги до теплової стійкості плівкового шару, покриття нітриду бору можуть відповідати цим суворим вимогам, забезпечуючи стабільну та надійну основу для виробництва мікросхем.

Застосування нітриду бору в різних процесах покриття

Фізичне осадження пари (PVD)

У процесі PVD нітрид бору часто використовується для підготовки жорстких покриттів. Візьмемо для прикладу багаторічне іонне покриття. Джерело випаровування металу служить катодом, а через розрядок дуги між ним та оболонкою анода цільовий матеріал випаровується і іонізується, утворюючи просторову плазму для осадження покриття на заготовці. Коли використовується ціль нітриду бору, нанесене нійне покриття з бору має надзвичайно високу щільність і адгезію. Це покриття має високу твердість, більш ніж утричі перевищує сталь, яка має штамп, і навіть може досягти понад 5000 гв; Він тонкий і гладкий, з низьким коефіцієнтом тертя зі сталі; Це не легко дотримується металів, запобігаючи накопиченню мікросхем та покращення якості поверхневих деталей; Він також має хорошу міцність, стійкість до удару та стійкість до зіткнення, і може бути застосована до форми з штампами, штампуванням форми тощо. Наприклад, у виробництві автомобільних деталей, після покриття деяких форм з нітридом бору, стійкість до носій значно підвищується, якість вироблених частин вдосконалюється, зростає основна форма та частота заміни, а також економіка випускних препаратів та економіка.

Хімічне осадження пари (CVD)

Метод CVD має унікальні переваги для підготовки тонких плівок нітриду бору, таких як простий процес підготовки, якісні плівки та великі області зростання. Під час підготовки тонких плівок для захисту від корозійної поверхні металу, тонкі плівки нітриду бору, підготовленого ССЗ, можна безпосередньо використовувати для захисту від металу. H-BN, подібна до планарної мережевої структури графіту, зазвичай відома як "білий графен" і має чудові властивості, такі як хороша ізоляція, висока термічна стійкість та сильна хімічна стабільність. Одношаровий нітрид без дефекту бору має відмінні екранування, які можуть блокувати корозійні фактори, такі як молекули кисню та води, досягаючи поверхні металевої підкладки та інгібують перенесення електронів, тим самим зменшуючи можливість гальванічної корозії основного металу. Однак, підготовлені до CVD-підготовлені бороні нітридні тонкі плівки неминуче мають межі та дефекти зерна. Поєднуючи з осадженням атомного шару, частинки оксиду металу можуть бути рівномірно розподілені у вакансіях, межах зерна та зморщених дефектах шару нітриду нітриду та на поверхню, щоб утворити композитну плівку бору, що може значно покращити корозійну стійкість металів і досягти довгострокового захисту базового металу.

Випадки застосування та наслідки

Випадок програми покриття інструментів

Підприємство з виробництва інструментів застосовувало технологію покриття C-BN для його фрезерних продуктів. Під час фрезерного випробування з високоміцної лепастової сталі безкрильний звичайний фрезерний різак показав очевидний знос краю після обробки 100 заготовки, що призвело до зменшення точності обробки та збільшення шорсткості поверхні заготовки. На відміну від цього, фрезерний різак, покритий C-BN, демонстрував мінімальний знос після обробки тієї ж кількості заготовки, і його передовий край залишався гострим, що дозволяє безперервною та стабільною високоточною обробкою. Подальші випробування показали, що термін служби фрезерного різака, покритого C-BN, був більш ніж у п’ять разів перевищує звичайний фрезерний різак, значно зменшивши витрати на заміну інструменту, підвищення ефективності обробки та принесення неабияких економічних вигод на підприємство.

Застосування покриття з захисту від корозійних металів

Компанія з виробництва аерокосмічних компонентів прийняла технологію композиційного плівкового покриття нітриду для нітриду для поліпшення корозійної стійкості компонентів алюмінієвого сплаву в складних середовищах. Після поверхневої обробки компонентів алюмінієвого сплаву тонкі плівки H-BN осідали методом ССЗ, а потім рівномірна плівка оксиду металу була покрита на тонких плівках H-BN атомним шаром для утворення композитної плівки бору. Після різних модельованих тестів на жорстке середовище, наприклад, тести на корозію розпилення солі та випробування на вологе теплове старіння, результати показали, що компоненти без покриття алюмінієвого сплаву показали очевидні плями з корозійним корозою через 24 години в солі, а компоненти, покриті композиційною плівкою бору, залишалися інтактними без ознак корозії після 1000 годин сольового тестування. Застосування цієї технології ефективно підвищує термін надійності та обслуговування аерокосмічних компонентів та забезпечує безпечну роботу літаків у складних умовах.

Основа власності нітриду бору

​

Висока твердість та зношування

Кубічний нітрид бору має твердість по -друге, лише до алмазу, з твердістю Віккера, що досягає 5000 - 8000 HV. Ця характеристика дозволяє плівковий шар, утворений шляхом включення C-BN у покриття для ефективного протистояння зовнішньому тертях та зносу. У полі покриття інструментів, коли поверхня інструменту покрита шаром, що містить C-BN, під час високошвидкісного різання металевих матеріалів, покриття може значно зменшити коефіцієнт тертя між інструментом та заготовкою, мінімізувати зношування інструментів та значно розширити термін служби інструменту та підвищити ефективність різання. Наприклад, під час обробки матеріалів із сплавом з високою жорсткістю, звичайні інструменти можуть зазнати сильного зносу за короткий час, тоді як інструменти, покриті C-BN, можуть підтримувати різку ріжучу кромку, що забезпечує безперервну та стабільну обробку та значно підвищує точність обробки та якість поверхні.

Хімічна стабільність

Гексагональний нітрид бору проявляє чудову хімічну стабільність і навряд чи реагує з розплавленими металами. У процесі вакуумного покриття човен випаровування, як основний споживчий матеріал, повинен стабільно працювати при високих температурах (＞ 1500 градусів), у дуже корозійних металевих розплавах (таких як алюміній та мідь), а також у середовищі з високим вакуумом. Традиційні графітові випаровування човни вразливі до ерозії розплавленими металами та мають короткий термін служби. Навпаки, керамічні матеріали на основі H-BN стали ідеальною альтернативою завдяки їх хімічній стабільності. Човни для випаровування H-BN можуть запобігти корозії кузова човна, уникати забруднення покриття, спричиненого корозією кузова, та забезпечити стабільність процесу покриття та надійність якості покриття.

Висока теплопровідність та низький коефіцієнт термічного розширення

Нітрид бору має високу теплопровідність у площині. Наприклад, порошок H-BN може утворювати чудову горизонтально орієнтовану мережу теплової провідності під час приготування човнів випаровування, з площинною теплопровідністю ＞ 250 Вт\/(м · к). Тим часом його коефіцієнт теплового розширення надзвичайно низький. Під час процесу покриття, особливо в деяких процесах, що включають цикли швидкого нагрівання та охолодження, матеріал покриття повинен витримати різкі зміни температури. Висока теплопровідність та низькі властивості теплового розширення нітриду бору забезпечують рівномірний розподіл тепла, ефективно витримуючи повторне швидке нагрівання та охолодження під час процесу покриття, запобігають розтріскуванню плівки та підтримують цілісність та стабільність продуктивності шару плівки. Наприклад, у процесі покриття напівпровідникового виробництва мікросхем, що має надзвичайно високі вимоги до теплової стійкості плівкового шару, покриття нітриду бору можуть відповідати цим суворим вимогам, забезпечуючи стабільну та надійну основу для виробництва мікросхем.

Застосування нітриду бору в різних процесах покриття

Фізичне осадження пари (PVD)

У процесі PVD нітрид бору часто використовується для підготовки жорстких покриттів. Візьмемо для прикладу багаторічне іонне покриття. Джерело випаровування металу служить катодом, а через розрядок дуги між ним та оболонкою анода цільовий матеріал випаровується і іонізується, утворюючи просторову плазму для осадження покриття на заготовці. Коли використовується ціль нітриду бору, нанесене нійне покриття з бору має надзвичайно високу щільність і адгезію. Це покриття має високу твердість, більш ніж утричі перевищує сталь, яка має штамп, і навіть може досягти понад 5000 гв; Він тонкий і гладкий, з низьким коефіцієнтом тертя зі сталі; Це не легко дотримується металів, запобігаючи накопиченню мікросхем та покращення якості поверхневих деталей; Він також має хорошу міцність, стійкість до удару та стійкість до зіткнення, і може бути застосована до форми з штампами, штампуванням форми тощо. Наприклад, у виробництві автомобільних деталей, після покриття деяких форм з нітридом бору, стійкість до носій значно підвищується, якість вироблених частин вдосконалюється, зростає основна форма та частота заміни, а також економіка випускних препаратів та економіка.

Хімічне осадження пари (CVD)

Метод CVD має унікальні переваги для підготовки тонких плівок нітриду бору, таких як простий процес підготовки, якісні плівки та великі області зростання. Під час підготовки тонких плівок для захисту від корозійної поверхні металу, тонкі плівки нітриду бору, підготовленого ССЗ, можна безпосередньо використовувати для захисту від металу. H-BN, подібна до планарної мережевої структури графіту, зазвичай відома як "білий графен" і має чудові властивості, такі як хороша ізоляція, висока термічна стійкість та сильна хімічна стабільність. Одношаровий нітрид без дефекту бору має відмінні екранування, які можуть блокувати корозійні фактори, такі як молекули кисню та води, досягаючи поверхні металевої підкладки та інгібують перенесення електронів, тим самим зменшуючи можливість гальванічної корозії основного металу. Однак, підготовлені до CVD-підготовлені бороні нітридні тонкі плівки неминуче мають межі та дефекти зерна. Поєднуючи з осадженням атомного шару, частинки оксиду металу можуть бути рівномірно розподілені у вакансіях, межах зерна та зморщених дефектах шару нітриду нітриду та на поверхню, щоб утворити композитну плівку бору, що може значно покращити корозійну стійкість металів і досягти довгострокового захисту базового металу.

Випадки застосування та наслідки

Випадок програми покриття інструментів

Підприємство з виробництва інструментів застосовувало технологію покриття C-BN для його фрезерних продуктів. Під час фрезерного випробування з високоміцної лепастової сталі безкрильний звичайний фрезерний різак показав очевидний знос краю після обробки 100 заготовки, що призвело до зменшення точності обробки та збільшення шорсткості поверхні заготовки. На відміну від цього, фрезерний різак, покритий C-BN, демонстрував мінімальний знос після обробки тієї ж кількості заготовки, і його передовий край залишався гострим, що дозволяє безперервною та стабільною високоточною обробкою. Подальші випробування показали, що термін служби фрезерного різака, покритого C-BN, був більш ніж у п’ять разів перевищує звичайний фрезерний різак, значно зменшивши витрати на заміну інструменту, підвищення ефективності обробки та принесення неабияких економічних вигод на підприємство.

Застосування покриття з захисту від корозійних металів

Компанія з виробництва аерокосмічних компонентів прийняла технологію композиційного плівкового покриття нітриду для нітриду для поліпшення корозійної стійкості компонентів алюмінієвого сплаву в складних середовищах. Після поверхневої обробки компонентів алюмінієвого сплаву тонкі плівки H-BN осідали методом ССЗ, а потім рівномірна плівка оксиду металу була покрита на тонких плівках H-BN атомним шаром для утворення композитної плівки бору. Після різних модельованих тестів на жорстке середовище, наприклад, тести на корозію розпилення солі та випробування на вологе теплове старіння, результати показали, що компоненти без покриття алюмінієвого сплаву показали очевидні плями з корозійним корозою через 24 години в солі, а компоненти, покриті композиційною плівкою бору, залишалися інтактними без ознак корозії після 1000 годин сольового тестування. Застосування цієї технології ефективно підвищує термін надійності та обслуговування аерокосмічних компонентів та забезпечує безпечну роботу літаків у складних умовах.

Shengyang New Material Co., Ltd. зобов’язаний виробляти продукцію з нітридом бору та бору нітриду, а також може налаштувати різні частини кераміки нітриду бору згідно з потребами клієнта. Зверніться до нас, якщо це необхідно.
Тел: +8618560961205
Електронна пошта: sales@zbsyxc.com