Bornitrid, chemische Zusammensetzung, Struktur, hexagonales Bornitrid (h-BN) und kubisches Bornitrid (c-BN)

Was ist Bornitrid?

Seit einem halben Jahrhundert ist der außergewöhnliche keramische Werkstoff Bornitrid in vielen Anwendungen unverzichtbar geworden. Bornitrid kommt in der Natur nicht vor. Es wurde erstmals Mitte des 19. Jahrhunderts synthetisiert. Seine „Karriere“ begann jedoch erst mit der Heißpressung der ersten Sinterkörper (Carborundum Co., US-Patent 2808314, 1957). Siehe Herstellung

Chemische Zusammensetzung

Bornitrid besteht aus den Atomen Bor (B) und Stickstoff (N). Im Periodensystem stehen beide Elemente in unmittelbarer Nachbarschaft zum Kohlenstoff (C). Kohlenstoff und Bornitrid haben die gleiche Anzahl an äußeren Schalenelektronen; diese sind jedoch beim Bornitrid durch den Stickstoff fest gebunden.

Kristalline Modifikationen

Wie Kohlenstoff tritt Bornitrid in einer hexagonalen und einer kubischen Modifikation auf, die dem Graphit bzw. dem Diamanten entsprechen.

Hexagonales Bornitrid (h-BN)

Die plättchenförmige Mikrostruktur von hexagonalem Bornitrid ähnelt der des Graphits und sorgt für gute Bearbeitbarkeit und ausgezeichnetes Gleitverhalten. Im Gegensatz zum Graphit ist hexagonales Bornitrid jedoch weiß. Auch bei der Leitfähigkeit gibt es Unterschiede: Graphit leitet den elektrischen Strom, Bornitrid hingegen ist sowohl in reiner Form als auch in keramischen Verbunden ein elektrischer Isolator. Und während Grafit Feuchtigkeit benötigt, um seine Schmierwirkung zu entfalten, ist hexagonales Bornitrid ein hervorragender Trockenschmierstoff – bis über 900°C an Luft, und im Vakuum bzw. unter Schutzgas sogar bei noch höheren Temperaturen.

Zu den technischen Eigenschaften von Bornitrid
Zu den technischen Anwendungen von Bornitrid

Kubisches Bornitrid (c-BN)

Kubisches Bornitrid wurde erstmals 1957 synthetisiert. Es besitzt die Kristallstruktur des Diamanten und ist nach diesem der zweithärteste Werkstoff überhaupt. Seine kommerzielle Herstellung hat erst seit den neunziger Jahren an Bedeutung gewonnen.
HENZE befasst sich ausschließlich mit hexagonalem Bornitrid, nennt Ihnen aber auf Wunsch gern Bezugsquellen für kubisches Bornitrid.