¿Qué es el Nitruro de Boro?
El nitruro de boro es un cristal incoloro e ignífugo.
Es un compuesto inorgánico compuesto de boro y nitrógeno, con fórmula química BN, peso molecular de 24,82 y número de registro CAS 10043-11-5. Como tiene una estructura isoelectrónica con el carbono, hay muchas partes comunes en términos de propiedades.
Estructura del Nitruro de Boro
Los principales alótropos del nitruro de boro son el h-BN hexagonal (α-BN), el c-BN cúbico (β-BN) y el wurtzita cúbico w-BN (γ-BN).Hay 3 tipos.
1. Sistema Hexagonal (h-BN)
Hexagonal es la forma de cristal más estable y también se denomina h-BN, α-BN, g-BN y nitruro de boro de grafito. El nitruro de boro hexagonal (grupo puntual = D6h, grupo espacial = P63/mmc) tiene una estructura en capas similar al grafito. Dentro de cada capa, los átomos de boro y nitrógeno se mantienen unidos por fuertes enlaces covalentes, mientras que las capas se mantienen unidas por fuerzas débiles de van der Waals.
2. Cúbico (c-BN)
El nitruro de boro cúbico tiene una estructura cristalina similar al diamante. Un cristal cúbico es menos estable que un cristal hexagonal y al igual que el diamante, es menos estable que el grafito. Tiene también la misma estructura cristalina de blenda de zinc (átomos B y N ordenados) que el diamante y también se llama β-BN o c-BN.
3. Wurtzita (w-BN)
El nitruro de boro de wurtzita (w-BN, grupo puntual = C6v, grupo espacial = P63mc) tiene la misma estructura que la lonsdaleita, un raro polimorfo hexagonal de carbono. En la forma de wurtzita, los átomos de boro y nitrógeno se agrupan en anillos de seis miembros, y en el cristal cúbico todos los anillos tienen una disposición en forma de silla, mientras que en w-BN los anillos interlaminares tienen una disposición en forma de bote. Su dureza es de 46 GPa, ligeramente más dura que los boruros comerciales y más blanda que el nitruro de boro cúbico.
Propiedades del Nitruro de Boro
1. Propiedades Físicas
Tiene una alta resistencia al calor por lo que se puede utilizar sin problemas hasta 1.500°C en vacío y alrededor de 2.200°C en atmósfera inerte. Además, tiene una excelente resistencia al choque térmico debido a su pequeño coeficiente de expansión térmica y buena conductividad térmica. Debido a estas características, los compactos de nitruro de boro se utilizan como cerámicas de alta conductividad térmica con una conductividad térmica cercana a la del acero.
2. Otras Características
Otras características incluyen que es extremadamente estable frente a productos químicos inorgánicos y orgánicos y presenta una excelente resistencia a la corrosión. También es un excelente aislante y se utiliza como material aislante para altas frecuencias.
Aplicaciones de Nitruro de Boro
El nitruro de boro tiene una excelente conductividad térmica y aislamiento eléctrico, por lo que se usa ampliamente como relleno para láminas de resina disipadoras de calor y sustratos disipadores de calor.
También se utiliza como aditivo para diversas matrices porque es un material con excelentes propiedades de resistencia al calor, resistencia a la corrosión, lubricación y liberación. Los ejemplos de aplicaciones específicas incluyen aditivos para varios materiales disipadores de calor, grasas, aditivos de aceite y aditivos de lubricación de alta temperatura. También se utiliza como material de liberación resistente al calor para varios metales y vidrios, asi omo material de recubrimiento protector para metales fundidos.
El nitruro de boro también se usa en cosméticos de maquillaje y productos de protección solar con el fin de mejorar la textura y el tratamiento de la superficie.
Información Adicional sobre el Nitruro de Boro
Método de Fabricación de Nitruro de Boro
El nitruro de boro se produce calentando bórax y amoníaco, o ácido bórico o borato y cloruro de amonio, cianuro de metal alcalino. El nitruro de boro tiene forma de escamas en estado cristalino y se desliza fácilmente a lo largo de las capas.
Precauciones de Manipulación y Almacenamiento
Las precauciones para el manejo y almacenamiento son las siguientes:
- Mantenga el recipiente bien cerrado y guárdelo en un lugar fresco y seco.
- Use solo al aire libre o en áreas bien ventiladas.
- Evitar el contacto con agentes oxidantes fuertes.
- Use guantes protectores y protección para los ojos cuando lo use.
- Lávese bien las manos después de manipular.
- Si está en la piel, lávese con agua y jabón.
- En caso de contacto con los ojos, enjuague cuidadosamente con agua durante varios minutos.