Bu Gönderiyi Paylaş

İçindekiler

molibden diborür tozu yüksek sertlik, tokluk, termal iletkenlik ve elektriksel özelliklerin alışılmadık kombinasyonuna sahip, gelişmiş bir seramik malzemedir. Bu kılavuz, bileşimini, özelliklerini, üretim yöntemlerini, uygulamalarını, özelliklerini, fiyatlandırmasını, satıcılarını ve alternatiflere karşı karşılaştırmalı artıları ve eksileri kapsayan MoB2 tozuna genel bir bakış sunmaktadır.

Bileşim ve Özellikler

molibden diborür tozu, molibden ve bor elementlerinden oluşan gri renkli, inorganik, kristal bir bileşiktir:

Kimyasal FormülMoB2
Molekül Ağırlığı195,93 g/mol
Kompozisyon,5 Molibden ,5 Bor (ağırlıkça)
GörünüşGri toz
KokuKoksuz
ÇözünürlükSuda çözünmez
Erime Noktası2350°C

Temel özellikleri ve nitelikleri şunlardır:

Sertlik: Vickers 29 GPa, yaygın seramikleri aşar

Tokluk: Kırılmadan termal şoklara dayanır

Termal iletkenlik: ~110 W/m.K, bakır metalle aynı seviyede

Yüksek sıcaklık kararlılığı: İnert atmosferde 2800°C'ye kadar kararlı

Oksidasyon direnci: Koruyucu borosilikat tabakası oluşturur

Elektriksel iletkenlik: Metal-metal bağı nedeniyle metalik iletken

Yağlayıcılık: Çeliğe karşı düşük sürtünme katsayısı ~0,43

Mikroporozite: Kafes yapısında 0,5 nm'lik küçük delikler sergiler

Bu nedenle MoB2, maliyet ticarileşme engellerini karşılayabilirse, zorlu uygulamalar için alışılmadık çok işlevli özellikler vaat etmektedir.

Üretim Yöntemleri

Molibden diborür tozu indirgeme ve uçucu hale getirme işlemleriyle üretilir:

YöntemAçıklamaParçacık BoyutlarıSaflıkMaliyet
Kendiliğinden yayılan Yüksek sıcaklık Sentezi (SHS)Molibden ve bor oksitleri arasındaki ekzotermik termit reaksiyonları50 μm ila 150 μmila$$$
Manyetik PüskürtmeMoB2 buharları, yüzeylere kaplama olarak birikirİnce filmler 0,1 μm99%$$$$
Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD)Ön maddeler, ısıtılmış katalizör yüzeyleriyle reaksiyona girerİnce kaplamalar99.9%$$$$

SHS yanma yöntemi, pres ve sinterleme toplu uygulamaları için uygun, mikron ölçeğinde nispeten uygun fiyatlı toz üretmeye olanak tanır. CVD ve püskürtme, elektronik için gerekli olan daha yüksek saflıkta MoB2 ince filmler biriktirmek için hassas işlemlerdir - ancak çok yüksek fiyatlar kullanımları kısıtlar.

Devam eden araştırmalar, toplu imalat için daha ölçeklenebilir ve uygun maliyetli süreçler aramaktadır. Sonraki bölümler, MoB2'den alternatif malzemelere göre fayda sağlayan hem mevcut hem de potansiyel uygulamaları vurgulamaktadır.

molibden diborür tozu
Molibden Diborür Tozu 3

Uygulamalar ve Kullanımlar

Molibden diborürün olağanüstü özellikleri, onu çeşitli yüksek performanslı durumlar için uygun hale getirir:

Elektronik

  • Transistörlerde ve cihazlarda molibden iletkenler
  • Korozyona dayanıklı metaller

Kaplamalar

  • Aletler ve kalıplar üzerinde koruyucu sert katmanlar
  • Kuru yağlayıcı filmler

Nükleer

  • Radyasyona dayanıklı çekirdek yapısal elemanları

Seramik kompozitler

  • Kesme uçları için takviyeler
  • Yüksek sıcaklık elektrotları

Havacılık ve Uzay

  • Hipersonik araçlardaki ön kenarlar
  • Oksidasyona dayanıklı kompozitler

Hala gelişmekte olan bir malzeme olmasına rağmen, MoB2, benzersiz yetenekleri sayesinde endüstrilerde yerleşik alternatiflerin yerini alma potansiyeline sahiptir.

Özellikler ve Sınıflar

Ticari ve araştırma amaçlı molibden diborür tozu, uygulama gereksinimlerine göre ayarlanabilir:

ParametreDeğerler
Parçacık Boyutları1 μm ila 150 μm
Saflık Dereceleri95 ila ,5
Yüzey Alanı2 m2/g ila 6 m2/g
MorfolojiKüresel, pulcuklar
Fazlarα-MoB2 , β-MoB2
DispersiyonTek kristaller, agregalar
Katkı maddeleriSi, C, Ti, Ta

Parçacık boyutu Seçim, sinterlemeyi ve bitmiş parçanın yoğunluğunu etkiler. Daha küçük boyutlar tercih edilir ancak üretim zorlukları nedeniyle şu anda mevcudiyet sınırlıdır.

Saflık seviyesi Gereksinimler, diğer geçiş metali borürlerinin kabul edilebilir kontaminasyon eşiklerine bağlıdır.

Yüzey alanı Bileşik oluşturma sırasında parçacıkların reaktivitesi ile ilgilidir - daha yüksek değerler daha iyi karıştırma ve sinterleme sağlar.

Çeşitli ara tedarikçiler, yukarıdaki toz parametrelerinin metal, seramik ve kaplamalarda müşterinin işleme ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde özelleştirilmesini sağlar.

Fiyatlandırma ve Mevcudiyet

Molibden diborür, üretim karmaşıklığı ve ilgili fiyat noktaları nedeniyle niş bir gelişmiş malzeme olmaya devam etmektedir:

Ürün FormuMiktarFiyat Aralığı
Araştırma sınıfı MoB2 tozu5 gram ila 50 gramGram başına 200 ABD doları
Dökme MoB2 tozu1 KgKg başına 5000 ABD doları ve üzeri
MoB2 püskürtme hedefleri1 ila 5 inç çapKare inç başına 3000 ABD doları ve üzeri
CVD MoB2 kaplamalar0,1 mil kalınlıkKare inç başına 500$+

Fiyatlar, 100 gramın altındaki daha küçük miktarlar ve 'un üzerindeki saflık eşikleri için önemli ölçüde daha yüksek eğilim gösterir.

Küresel olarak çok az sayıda uzman ticari tedarikçi, akademik sentez rotalarıyla desteklenen, ürün değerlendirmeleri için küçük deneme numuneleri sunmaktadır.

Uygulamalara göre uyarlanmış sözleşmeli imalat özel bileşimleri mümkündür, ancak yüksek minimum sipariş değerleri ve özel işleme için 5 ila 8 hafta civarında teslim süreleri gerektirir.

Karşılaştırma Molibden Diborür Tozu Alternatiflere karşı

Molibden diborür, yüksek performanslı durumlarda diğer seramik, metalik ve kompozit malzeme formlarıyla rekabet eder:

MalzemeSertlikTermal İletkenlik**Erime Noktası**Elektriksel İletkenlik**Oksidasyon Direnci**Göreceli Maliyet
Molibden DiborürAşırıMükemmelÇok YüksekYüksekİyi$$$$
Tungsten DiborürKarşılaştırılabilirİyiDaha yüksekDaha düşükKarşılaştırılabilir$$
Alüminyum OksinitrürÇok iyiİyiMükemmelİzolatörMükemmel$
Krom KarbürİyiAdilYüksekDaha düşükAdil$
BakırYumuşakMükemmelDüşükEn iyisiZayıf$
Paslanmaz ÇelikOrtaOrtaOrtaOrtaKabul edilebilir$

MoB2'nin Temel Avantajları

  • Sertlik ile iletkenliğin eşsiz kombinasyonu
  • Birden fazla malzeme bileşenini bir araya getirebilir
  • Daha önce mümkün olmayan yeni uygulamaları mümkün kılar
  • Saf yoğun metallerden daha hafif

MoB2'nin Sınırlamaları

  • Yerleşik alternatiflere kıyasla çok pahalı
  • Ticari ölçeklerde üretimi zorlu
  • Hassas işleme gereksinimleri
  • Şu anda sınırlı ticari tedarik zinciri

Molibden diborür tozlarının benzersiz çoklu fizik yetenekleri, başlangıçta daha yüksek maliyetleri karşılayabilen niş uygulamaları haklı çıkarmaktadır.

molibden diborür tozu
Molibden Diborür Tozu 4

Araştırma Geliştirme Yönleri

Molibden diborür tozunu iyileştiren mevcut girişimler şunları içerir:

Üretim

  • Mikrodalga plazma ile geliştirilmiş işlemler
  • Daha düşük enerjili yanma reaksiyonları
  • Molibden içeren atık akışlarının geri dönüşümü

Mülkler

  • Elektriksel, termal, optik performansı değiştiren üçlü ve dörtlü katkı maddeleri
  • Özel genleşme katsayıları için tane sınırı mühendisliği
  • Çatlakları en aza indiren artık gerilme iyileştirmeleri

Uygulamalar

  • Molibden Diborür Tozu 3
  • Özel olarak tasarlanmış termal sprey kaplamalar
  • Nükleer radyasyona dayanıklı kompozit göstericiler

Ticarileştirme

  • Nitelikli üreticilerle tedarik ekosisteminin geliştirilmesi
  • Endüstri sorun sahiplerini akademik araştırmacılara bağlamak
  • Performansları simüle etmek için hesaplama araçları yayınlamak

SSS

S: Molibden diborür tozu zamanla bozulur mu?

C: Uygun şekilde kapalı kaplarda inert atmosferde saklandığında, MoB2 tozu 3 yıldan uzun süre ihmal edilebilir oksidasyon veya hidratasyon sorunları olmadan kararlılığını korur. Vakumda saklama raf ömrünü daha da uzatır.

S: Bugün molibden diborürü bu kadar pahalı yapan nedir?

C: Molibden trioksit ve borik asit gibi alışılmadık öncül malzemelerle birlikte 2000°C'yi aşan çok yüksek işleme sıcaklıkları gereklidir. Sınırlı pazar talebi de şu ana kadar ölçeklendirilmiş üretime yapılan yatırımları kısıtlamaktadır.

S: MoB2 3D yazdırılabilir mi?

C: Araştırma işbirlikleri, basılı elektronik ve termal yönetim cihazları için MoB2 özelliklerinden yararlanan özel ekstrüde edilebilir filamentler geliştirmektedir. Ancak ticari 3D baskı, şu anda basit numune geometrileriyle sınırlıdır.

S: Molibden diborür, nötron radyasyonundan etkilenir mi?

C: Bir sonraki nesil nükleer santral ortamlarında beklenen yoğun nötron akısı altında olağanüstü boyutsal kararlılık gösterilmiştir.

S: MoB2 için en büyük benimseme potansiyeline sahip endüstriler hangileridir?

C: Havacılık, elektronik termal yönetim ve gelişmiş nükleer enerji sektörleri, mevcut sınırlamalara karşı faydaları kabul ederek en acil sistem seviyesinde çekişi göstermektedir.

Sonuç

Olağanüstü sertlik, termal iletim ve elektriksel özelliklerin yanı sıra yüksek sıcaklık oksidasyon direncine sahip olan molibden diborür seramikleri, aşırı mühendislik durumları için çok işlevli performans potansiyelleri yaratır. Mevcut toz üretim hacimleri düşük kalmasına rağmen, erken havacılık ve elektronik benimsenmesi, geleneksel monolitik malzemelere kıyasla MoB2'nin alışılmadık yeteneklerinin kombinasyonundan yararlanmak için benzersiz bir şekilde konumlandırılmış ilgi ve uygulamaların kilidini açmaktadır. Sürekli proses iyileştirmeleri, maliyetleri daha da düşürecek ve molibden diborür çözümlerinin önümüzdeki on yılda daha fazla endüstriyel sektörde hızla ölçeklenmesini sağlayacaktır.

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin

Bültenimize Abone Olun

Güncellemeleri alın ve en iyilerden öğrenin

Keşfedilecek Daha Fazla Şey

Scroll to Top