高纯氮化硼涂料:防止铝液粘附和腐蚀\脱模
高纯氮化硼涂料技术说明
氮化硼涂料是一种以氮化硼（BN）为主要功能填料的高温防护/润滑/绝缘涂料，广泛用于铝、镁、铜等熔融金属接触面（如流槽、坩埚、模具）以及高温炉件、电子散热等场景。
1. 简介
高纯氮化硼涂料是一种由高纯度六方氮化硼（h-BN）粉末、高温粘结剂、悬浮剂和挥发性溶剂组成的特种陶瓷涂料。六方氮化硼因其独特的晶体结构，被誉为“白色石墨烯”，具有极佳的耐高温性、润滑性、抗热震性以及优异的化学惰性。该涂料通过在基材表面形成一层致密、均匀的氮化硼薄膜，为高温工业应用和精密加工提供卓越的保护和脱模效果。
2. 核心成分与特性
主要成分：高纯度（通常 > 99.5%）六方氮化硼粉末。
形态：通常为乳白色液体或膏状，搅拌后均匀悬浮。
关键特性：
耐极端高温：在惰性或弱氧化气氛下可稳定使用至2000°C以上，不熔化。
优异的抗粘性和脱模性：与大多数熔融金属（如铝、镁、锌、铜合金）、玻璃、熔盐等不润湿、不反应，是理想的隔离剂。
出色的润滑性：摩擦系数极低（约0.2~0.4），兼具高温和低温润滑性能。
高导热性 & 电绝缘性：同时具备良好的热传导和电气绝缘能力，这在材料中非常罕见。
化学惰性：对大多数酸、碱、熔融金属和玻璃渣具有优异的抵抗能力。
3. 主要用途
高纯氮化硼涂料广泛应用于需要高温防护、防粘和润滑的领域：
金属熔炼与铸造：
熔铝炉、保温炉：喷涂于炉膛内壁、坩埚、流槽、浇包、热电偶套管等表面，防止铝液粘附和腐蚀，便于清理，延长设备寿命。
金属模具：用于压铸模、重力铸造模的脱模，提高铸件表面光洁度和脱模效率。
高温烧结与加工：
作为高温烧结炉中石墨夹具、料盘的防护涂层，防止产品与夹具在高温下粘连。
用于陶瓷粉末冶金、电子陶瓷烧结过程中的隔离。
玻璃工业：
涂覆于玻璃熔炼炉的模具、夹具和接触部件上，防止高温玻璃粘附。
航空航天与高温润滑：
用于高温螺栓、轴承、密封件的润滑，特别是在真空或惰性气氛下。
电子工业：
涂覆于蒸发舟、陶瓷坩埚等，用于真空镀膜。
4. 使用方法
表面准备：确保基材表面清洁、干燥、无油污、无锈迹和灰尘。对于金属表面，建议进行喷砂处理以增加附着力。
搅拌均匀：使用前必须充分搅拌，使BN粉末均匀悬浮于液体中。对于长期存放后沉降的涂料，可加入少量专用稀释剂（如去离子水或有机溶剂，根据产品类型而定）后再搅拌。
涂覆：
喷涂：适用于大面积均匀涂覆。使用喷枪，调整适当气压和流量，距离基材20-30cm进行均匀喷涂。
刷涂：适用于小面积或复杂形状。使用软毛刷均匀涂刷。
干燥：在室温下自然干燥至少30分钟，使溶剂初步挥发。
固化/烧结：
低温固化型：某些水性粘结体系在150-250°C下加热1-2小时即可完全固化形成涂层。
高温烧结型：最常见的类型。需随炉升温至一定温度（如500°C以上），使有机粘结剂完全分解挥发，剩余的氮化硼颗粒在高温下烧结形成牢固的涂层。首次使用必须程序升温，以防涂层开裂或起泡。
5. 使用注意事项
安全第一：
作业区域应通风良好，避免吸入气溶胶。
佩戴防护口罩、手套和眼镜。
远离火源，产品含有机溶剂，易燃。
涂层质量：
涂层厚度至关重要，通常建议15-50μm。过薄效果不佳，过厚易开裂剥落。
确保涂覆均匀，无流挂、无漏涂。
固化程序：
必须遵循制造商推荐的升温曲线，缓慢升温以允许粘结剂和溶剂充分、平缓地逸出，避免涂层产生缺陷。
存储：
密封储存于阴凉干燥处，防止溶剂挥发或冻结（针对水性产品）。
6. 常见问题与解决方案
涂层开裂或剥落：原因可能是涂层过厚、升温过快、基材表面不洁或热膨胀系数不匹配。
脱模效果不佳：原因可能是涂层太薄、固化不充分或纯度不够。
沉降严重：使用前应充分搅拌，必要时添加指定稀释剂。
7. 包装与储存
包装：通常为塑料瓶或金属罐封装，规格从500g、1kg至20kg不等。
储存期：通常为6-12个月，建议在保质期内使用完毕。
总结：高纯氮化硼涂料是一种性能卓越的高温功能材料，正确选择和使用它能显著提高生产效率、产品质量和设备寿命。在购买前，请务必与供应商沟通您的具体应用场景（如接触何种金属、最高温度、气氛环境），以选择最合适的型号。
高纯氮化硼（h-BN）涂料使用温度：
高纯氮化硼（h-BN）涂料的最高使用温度不能简单地用一个数字概括，因为它严重依赖于以下几个因素：
-
使用环境（气氛）：这是最最重要的因素。
-
涂料中粘结剂的类型和纯度。
-
所涂覆的基材材料。
总的来说，可以这样概括：
-
在惰性气氛（如氮气、氩气）或真空环境下，高纯氮化硼涂料的最高使用温度可达 1800°C - 2100°C。在此条件下，氮化硼本身非常稳定，其极限是缓慢的升华（直接由固体变为气体），而不是熔化。
-
在空气（氧气）环境下，其最高使用温度大幅降低，约为 900°C - 1100°C。超过这个温度，氮化硼会开始被氧化，生成氧化硼（B₂O₃）和氮气，导致涂层失效。
详细解释与不同条件下的温度范围
| 应用环境 | 最高推荐使用温度 | 现象与说明 |
|---|---|---|
|
真空或惰性气氛 (如 N₂, Ar) |
1800°C - 2100°C | 这是氮化硼发挥其最佳性能的环境。在此条件下，它不发生化学反应，仅会在极高温度下（>2500°C）开始缓慢升华。实际应用温度取决于涂料纯度和其他添加剂。 |
| 空气/氧气环境 | 900°C - 1100°C |
这是其抗氧化温度极限。当温度超过约800°C时，氧化反应开始变得明显： 4BN + 3O₂ → 2B₂O₃ + 2N₂↑ 生成的氧化硼（B₂O₃）是一种玻璃状物质，虽然它能暂时覆盖表面减缓进一步氧化，但会流失并最终导致涂层被消耗殆尽。 |
|
还原性气氛 (如 H₂) |
约 1100°C | 在高温下，氢气会与氮化硼反应生成硼氢化物和氨气，导致涂层腐蚀。 |
| 熔融金属中 | 因金属而异 | 温度上限很高，主要限制不在于温度本身，而在于其与特定熔融金属的化学相容性。例如，它对熔融铝、镁、铜及其合金极具惰性，可在其熔点以上数百度的温度下长期使用（如熔铝炉700-800°C）。但它会与熔融的钢、铁、镍、钛等活性金属反应。 |
为什么会有这个区别？
氮化硼的高温限制主要来自其化学性质，而非其物理熔点。
-
物理熔点：在高压氮气下，氮化硼的熔点接近 3000°C。但这在常压工业应用中几乎不相关。
-
化学稳定性：在实际应用中，它能否“存活”下去，取决于它能否抵抗所处环境的化学侵蚀。在空气中，氧是最大的敌人；在还原性气氛中，氢是敌人；在某些熔融金属中，那些金属元素就是敌人。
对您使用熔铝炉的建议
对于您提到的熔铝炉应用（工作温度通常在 700°C - 850°C，处于空气环境中），高纯氮化硼涂料是完全适用且性能卓越的。
-
温度远远未达到其氧化极限（900°C以上），因此氧化问题不严重。
-
它卓越的不润湿性和抗渗透性可以完美防止铝液粘附和对炉衬/坩埚的腐蚀。
-
在这个温度下，涂层非常稳定，使用寿命较长。
结论：
在选择时，您无需担心温度上限问题，因为熔铝的温度离氮化硼在空气中的安全使用上限还有很大距离。您更应该关注涂料的纯度、悬浮稳定性以及是否便于喷涂施工。
