Chất bôi trơn rắn Boron Nitride và ứng dụng công nghiệp

Lớp phủ Boron Nitride gốc nước là một dạng lớp phủ bôi trơn vô cơ trơ, chịu nhiệt độ cao, được phát triển từ bột Boron Nitride lục giác có độ tinh thể cao. Nhờ đặc tính không bám dính và không thấm vào kim loại nóng chảy, lớp phủ này đặc biệt phù hợp cho nhiều ứng dụng khắt khe trong công nghiệp luyện kim và đúc. Thường được sử dụng trong quá trình đúc muôi, máng trượt, lớp chịu lửa của máy đúc thẳng đứng, hộp lọc, tinh thể và các chi tiết chuyên dụng khác, mang lại khả năng bảo vệ toàn diện và hiệu quả lâu dài cho thiết bị.

Giới thiệu chung về Boron Nitride

Trong ngành công nghiệp hiện đại, nhu cầu về các vật liệu bôi trơn đặc biệt ngày càng gia tăng, nhất là trong những môi trường khắc nghiệt nơi dầu mỡ thông thường không thể hoạt động hiệu quả. Boron Nitride (BN), một hợp chất hóa học cấu tạo từ boron (B) và nitơ (N), nổi lên như một trong những chất bôi trơn rắn quan trọng nhất.

Điểm đặc biệt của Boron Nitride là nó có thể tồn tại ở nhiều dạng mạng tinh thể khác nhau, trong đó phổ biến nhất là dạng khối (cubic BN) và dạng lục giác (hexagonal BN – h-BN). Mỗi dạng có đặc tính và ứng dụng riêng, nhưng chính cấu trúc lục giác mới đem lại khả năng bôi trơn vượt trội, thường được gọi với cái tên quen thuộc là “graphite trắng”.

Đặc tính cấu trúc của Boron Nitride lục giác

Boron Nitride lục giác (h-BN) có cấu trúc gần giống than chì, được tạo thành từ các vòng lục giác xếp lớp. Trong đó, mỗi nguyên tử boron liên kết cộng hóa trị với ba nguyên tử nitơ, tạo thành các mặt phẳng bền vững. Giữa các lớp này, lực liên kết Van der Waals rất yếu, cho phép chúng dễ dàng trượt lên nhau khi có ma sát.

Chính cấu trúc lớp này mang lại hai đặc tính quý giá cho h-BN:

• Hệ số ma sát thấp, giúp giảm tổn thất năng lượng và hạn chế mài mòn.
• Khả năng chịu tải cao, nhờ độ bền nén tốt theo phương vuông góc với các lớp tinh thể.

Khi hoạt động, Boron Nitride hình thành một màng bôi trơn mỏng, bám chặt trên bề mặt kim loại, bảo vệ thiết bị khỏi mài mòn, tróc dính và ăn mòn.

Ưu điểm nổi bật của Boron Nitride so với chất bôi trơn khác

So với than chì và molybdenum disulfide (MoS₂) – hai chất bôi trơn rắn phổ biến, Boron Nitride lục giác vượt trội hơn nhờ các đặc tính sau:

Ổn định nhiệt cao

• h-BN giữ được khả năng bôi trơn tới 2760 °C trong môi trường trơ hoặc khử.
• Trong môi trường oxy hóa, nó vẫn hoạt động hiệu quả ở 870 °C, mức mà nhiều chất bôi trơn rắn khác đã bị phá hủy.

Tính trơ hóa học: Boron Nitride không phản ứng với hầu hết axit, kiềm, dung môi công nghiệp, đồng thời không bị ướt bởi kim loại nóng chảy như nhôm, magie, muối nóng chảy hay thủy tinh.

Hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt: h-BN không cần độ ẩm để hoạt động, nhờ vậy có thể sử dụng trong môi trường chân không, không khí khô, hoặc nhiệt độ cực cao – những nơi dầu mỡ bôi trơn hoàn toàn vô dụng.

Hệ số ma sát thấp và ổn định: Hệ số ma sát của h-BN nằm trong khoảng 0,1 – 0,7, tương đương than chì và MoS₂, nhưng ít chịu ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường.
Khả năng dẫn nhiệt và cách điện: Một ưu điểm hiếm có là h-BN vừa có độ dẫn nhiệt cao, vừa là chất cách điện tốt, giúp nó thích hợp cho các ứng dụng điện – nhiệt đồng thời.

Ứng dụng của chất bôi trơn rắn Boron Nitride

Nhờ sở hữu nhiều tính chất vượt trội, Boron Nitride lục giác được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, từ cơ khí, luyện kim cho đến điện tử và hàng không. Một số ứng dụng tiêu biểu gồm:

Phụ gia trong dầu bôi trơn

Boron Nitride được thêm vào dầu nhờn để cải thiện khả năng chống ma sát, giảm mài mòn và kéo dài tuổi thọ thiết bị, đặc biệt trong động cơ, hộp số hoặc máy nén khí.

Lớp phủ chống ma sát tổng hợp

Trong ngành sản xuất vật liệu composite và polymer, h-BN được sử dụng làm thành phần lớp phủ chống ma sát, giúp tăng độ bền và giảm hao mòn bề mặt.

Bôi trơn trong gia công kim loại

h-BN hoạt động như một chất bôi trơn rắn trong các quy trình tạo hình kim loại, nơi nhiệt độ và áp lực cao khiến dầu mỡ thông thường mất tác dụng.

Lớp phủ và lớp lót chịu lửa trong đúc luyện kim

Với khả năng chống bám dính và chịu nhiệt vượt trội, Boron Nitride được dùng làm lớp phủ khuôn, lớp lót trong các quá trình đúc nhôm, magie, thủy tinh và các hợp kim chịu nhiệt.

Sản xuất gốm thiêu kết chịu nhiệt cao

Boron Nitride là thành phần quan trọng trong các loại gốm đặc biệt dùng cho ngành hàng không, vũ trụ và thiết bị điện tử, nhờ tính ổn định nhiệt, dẫn nhiệt cao nhưng vẫn cách điện tốt.

Vai trò của Boron Nitride trong công nghiệp hiện đại

Ngày nay, với xu hướng phát triển các công nghệ tiên tiến như ô tô điện, hàng không vũ trụ, điện tử công suất cao và sản xuất năng lượng tái tạo, nhu cầu về những chất bôi trơn và vật liệu có khả năng hoạt động trong điều kiện cực đoan ngày càng lớn.

Trong bối cảnh đó, Boron Nitride lục giác không chỉ là chất bôi trơn rắn, mà còn là một vật liệu kỹ thuật cao, góp phần kéo dài tuổi thọ thiết bị, giảm chi phí bảo trì và tối ưu hiệu suất hoạt động. Sự kết hợp giữa khả năng bôi trơn, ổn định nhiệt, tính trơ hóa học và độ an toàn khiến Boron Nitride trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại.

Kết luận

Chất bôi trơn rắn Boron Nitride là giải pháp bôi trơn tiên tiến, vượt trội hơn so với than chì và molybdenum disulfide ở nhiều khía cạnh, đặc biệt về độ ổn định nhiệt và tính trơ hóa học. Với khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, h-BN đang và sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực công nghiệp đòi hỏi hiệu suất và độ bền cao.

Để được tư vấn chi tiết và đặt hàng các sản phẩm dầu mỡ chính hãng và đạt tiêu chuẩn, vui lòng liên hệ với:

• Website: Vattusunflower
• Hotline tư vấn & báo giá: 0966 068 726