보라존
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1. 개요
보라존은 높은 경도와 내열성을 지닌 물질로, 다양한 산업 분야에서 절삭 공구, 엔진 부품, 항공우주 부품 등에 사용된다. 다이아몬드와 유사한 연마 특성으로 인해 경화 강철 연삭에 사용되며, 2000°C 이상의 고온을 견딜 수 있다. 보라존 휠은 경질 철 금속, 주철, 초합금 가공에 활용된다. 또한, SF 작품에서 강한 물질로 묘사되기도 한다.
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질화 붕소는 붕소와 질소의 화합물로, 다양한 결정 구조를 가지며, 높은 열적, 화학적 안정성과 우수한 윤활성을 바탕으로 절삭 공구, 연마재 등 다양한 분야에 응용된다.
| 보라존 | |
|---|---|
| 일반 정보 | |
 | |
| 다른 이름 | 입방정 질화붕소 (c-BN), CBN, 질화붕소 입방정 |
| 화학식 | BN |
| 몰 질량 | 24.818 g/mol |
| 성질 | |
| 밀도 | 3.48 g/cm³ |
| 모스 경도 | 9.5 |
| 비커스 경도 | 45–50 GPa |
| 녹는점 | 3273 K (3000 °C) |
| 밴드 갭 | 6.4 eV |
| 열전도율 | 750 W/(m·K) |
| 관련 화합물 | |
| 관련 화합물 | 질화붕소 |
2. 용도 및 생산
보라존은 경도와 내열성이 뛰어나 다양한 산업 분야에서 활용된다. 보라존 이전에는 다이아몬드가 매우 단단한 초합금 연삭에 주로 사용되었지만, 고온에서 탄소가 철에 용해되는 문제 때문에 강철에는 효과적으로 사용할 수 없었다. 산화 알루미늄은 경화된 강철 공구에 사용되는 일반적인 연마재였다.[3]
2. 1. 주요 용도
보라존은 높은 경도와 내열성을 가지기 때문에 다음과 같은 다양한 용도로 사용된다.- 절삭 공구, 다이, 펀치, 전단기, 칼, 톱날, 베어링 링, 바늘, 롤러, 스페이서, 볼, 펌프 및 압축기 부품, 엔진 및 구동계 부품(예: 캠축, 크랭크축, 기어, 밸브 스템, 드라이브 샤프트, CV 조인트, 피스톤 핀, 연료 인젝터, 터보차저, 항공우주 및 지상 가스 터빈 부품(예: 베인, 블레이드, 노즐, 씰)), 수술용 칼, 블레이드, 가위, 호닝, 슈퍼피니싱, 실린더 라이너, 커넥팅 로드, 강철 및 제지 공장 롤 연삭, 기어 등에 사용된다.[3]
보라존은 다이아몬드에 필적하는 우수한 연마 특성으로 인해 경화 강철 연삭에 산화 알루미늄을 대체했다.[3] 보라존은 산업 응용 분야에서 공구 성형에 사용되는데, 2000°C 이상의 온도를 견딜 수 있으며, 이는 순수 다이아몬드의 871°C보다 훨씬 높다.[4] 다른 용도로는 보석 디자인, 유리 절단 및 다이아몬드 절단 등이 있다.
보라존 휠(CBN 코팅 연삭 휠)은 경질 철 금속, 주철, 니켈 및 코발트 기반 초합금 가공에 일반적으로 사용된다. 다른 어떤 연마재보다 더 많은 재료를 더 높은 정밀도로 연삭할 수 있다. 이러한 공구의 수명을 제한하는 요소는 일반적으로 절삭 표면의 마모가 아니라 접착층의 파손으로 인한 금속 코어로부터의 파손 및 분리에 의해 결정된다.[3]
2. 2. 생산
과거에는 다이아몬드가 매우 단단한 초합금 연삭에 선호되는 연마재였지만, 고온에서 탄소가 철에 용해되는 경향이 있어 강철에는 효과적으로 사용할 수 없었다. 산화 알루미늄은 경화된 강철 공구에 사용되는 일반적인 연마재였다.[3]보라존은 다이아몬드에 필적하는 우수한 연마 특성으로 인해 경화 강철 연삭에 산화 알루미늄을 대체했다.[3]
3. 문화적 참조
쿼터매스 앤 더 핏 TV 미니시리즈와 영화에서 보라존 드릴이 사용되었다. 이 이야기에서 런던에서 발굴된 외계 우주선의 밀봉된 격벽을 열기 위해 드릴이 사용되었다. 우주선 껍질은 너무 단단해서 보라존 드릴조차 흔적을 남기지 못했으며, 드릴 사용 시도 시 발생하는 진동은 주변 사람들에게 심각한 고통을 유발했다.
이반 예프레모프의 소설 안드로메다: 우주 시대 이야기(1954–1956년 집필, 1957년 1월 출판)에서 보론 나이트라이드, 즉 '보라존'은 아광속 엔진 부품과 우주선 표면 코팅에 일상적으로 사용되었다.
랜달 개릿의 단편 소설 "Thin Edge"(Analog, 1963년 12월)[5]에서, 특별한 인장 강도를 가진 가상의 보라존-텅스텐 케이블이 중요한 플롯 요소로 사용되었다. 이 케이블은 소행성을 끌어올리는 데 사용할 견인 로프를 위해 소행성 광부들이 개발했다. 주인공은 이 와이어 한 가닥을 사용하여 감옥의 쇠창살과 방의 부비트랩을 자르는 데 사용했는데, 이는 단분자 와이어와 유사하다.
참조
[1]
논문
Cubic Form of Boron Nitride
[2]
웹사이트
TESS -- Error
http://tsdr.uspto.go[...]
2020-07-22
[3]
문서
Description of Borazon and Borozon as prior art in patent from 31 December 1969
http://www.patentsto[...]
[4]
서적
Landolt-Börnstein - Group VIII Advanced Materials and Technologies: Powder Metallurgy Data. Refractory, Hard and Intermetallic Materials
[5]
웹사이트
Thin Edge
http://www.isfdb.org[...]
IFSDB
2020-05-24
[6]
논문
Cubic Form of Boron Nitride
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