A pirolitikus bór-nitrid és a melegen sajtolt bór-nitrid teljesítménybeli különbségei
Bór-nitridegy jól ismert fejlett kerámiaanyag hat kristályfázissal, amelyek közül a legelterjedtebb a köbös bór-nitrid (c-BN) és a hatszögletű bór-nitrid (h-BN). Ezek közül a gyémánthoz hasonló c-BN-t főként forgácsolószerszámokhoz használják, míg a h-BN, más néven fehér grafit réteges szerkezete és grafitra emlékeztető rácsparaméterei miatt kiváló hővezető és szigetelő tulajdonságokkal rendelkezik, így legértékesebb kristályfázis.
Azonban még a bór-nitrid hatszögletű kristályrendszerén belül is vannak különböző előállítási technikákon alapuló eltérések. Az egyik a bór-nitrid kerámia, amelyet magas hőmérsékletű szinterezési eljárásokkal állítanak elő, például nyomás nélküli szinterezéssel, melegsajtolásos szintereléssel és meleg izosztatikus préseléssel. A melegpréses szinterezést általában ideális szinterezési módszernek tekintik, amely nagy sűrűségű, szilárdságú kerámiákat eredményez, amelyek kiforrott gyártási folyamatokkal rendelkeznek, így széles körben elterjedtek. A másik változat a pirolitikus bór-nitrid (PBN), amelyet kémiai gőzfázisú leválasztási (CVD) technikával állítanak elő. Hasonlítsuk össze ezt a kettőt a melegen sajtolt bór-nitridre és a pirolitikus bór-nitridre összpontosítva.
Melegen sajtolt bór-nitridforró préses szinterezési technológiával készült kerámia anyag. A speciális előkészítési folyamat magában foglalja a szárított port speciálisan kialakított grafitformákba helyezését. Az öntőformákat ezután egy- vagy kéttengelyű nyomásnak vetik alá, miközben egy bizonyos hőmérsékleti tartományon belül melegítik őket, hogy megkönnyítsék az alakítást és a szinterezést. Ez az egyidejű melegítés és nyomás alá helyezés megzavarja a h-BN réteges szerkezetét, elősegíti a szemcsék átrendeződését és hatékonyan csökkenti a szinterezési hőmérsékletet és időt.
A melegen sajtolt bór-nitrid kiváló elektromos szigetelő, kiváló kenőképességgel és magas hőmérsékleti stabilitással. Rendkívül magas hőmérsékleten is megőrzi kenő- és inert tulajdonságait. Míg mechanikai szilárdsága viszonylag kisebb, nagy hőkapacitást, kiváló hővezető képességet, kivételes dielektromos szilárdságot és könnyű feldolgozhatóságot biztosít. Inert atmoszférában a bór-nitrid 2000°C-ot meghaladó hőmérsékletet is képes ellenállni, így ideális anyag a magas hőmérsékletű hőszigeteléshez.
Ezenkívül a melegen sajtolt bór-nitrid anizotróp tulajdonságokat mutat. Ha az atomok elrendezése merőleges a nyomás irányára, erős kötések képződnek, ami kiváló szilárdságot, termikus és elektromos tulajdonságokat eredményez. Ezzel szemben a nyomásiránnyal párhuzamos atombeállítás gyenge kötéseket képez, ami kiváló kenőképességhez vezet. Ezeket a tulajdonságokat és kémiai stabilitását kihasználva a bór-nitrid kerámiákat különféle alkalmazásokhoz használják, mint például elpárolgott fémek olvasztására szolgáló olvasztótégelyek, csónakok, folyékony fém továbbító csövek, GaAs kristályok szintetizálására szolgáló tégelyek, rakétafúvókák, nagy teljesítményű eszközök hordozói, olvadt fém csővezetékek, szivattyú alkatrészek, acélöntvény formák és szigetelőanyagok.
2. Pirolitikus bór-nitrid (PBN)
A PBN előállítási folyamata jelentősen eltér a melegen sajtolt bór-nitridtől. A PBN-t kémiai gőzfázisú leválasztás (CVD) technológiával állítják elő, magas hőmérsékletű, nagy vákuum körülmények között. Ez magában foglalja az ammónia és bór-halogenidek kémiai gőzleválasztását PBN anyagok előállítására, amelyek vékony lemezekként vagy közvetlenül végtermékként, például csövek, gyűrűk vagy vékony falú tartályokként rakhatók le.
A magas hőmérsékletű pirolitikus reakciókkal előállított PBN nagy tisztasággal, magas hővezető képességgel, mechanikai szilárdsággal, jó elektromos szigeteléssel, kémiai tehetetlenséggel, kiváló szerkezettel és teljesítménnyel büszkélkedhet. Ez ideális tárolóeszközzé teszi az elemek tisztításához, a vegyületek és az összetett félvezető kristályok növekedéséhez. A PBN számos alkalmazással rendelkezik, beleértveOLED párologtatásegységek, félvezető egykristály növesztő (VGF, LEC) tégelyek, molekuláris nyaláb epitaxiás (MBE) elpárologtató tégelyek, MOCVD fűtőtestek, polikristályos szintézis csónakok, magas hőmérsékletű, nagyvákuumú berendezések szigetelőlemezei és még sok más. A PBN azonban drágább a lassú lerakódási sebesség miatt, ami viszonylag költségessé teszi a PBN-termékeket.
Bár mindkét hatszögletű bór-nitrid változatnak közös alkalmazásai vannak, például párologtatótégelyek, olvasztótégelyek és szigetelőlemezek, teljesítménybeli különbségeik mégis különbségeket okoznak a tényleges használat során. Például a PBN termékek összes szennyeződése általában kevesebb, mint 100 ppm, ami 99,99% feletti tisztaságot biztosít. Ez a nagy tisztaság a PBN tégelyeket a félvezetőiparban kedveltebbé teszi, és alkalmassá teszi az olyan alkalmazásokhoz, mint az OLED elpárologtató egységek és a félvezető egykristály növesztő (VGF, LEC) tégelyek. A PBN nagy sűrűsége és tisztasága miatt széles körben használják vákuum-eljárásokban, beleértve a magas hőmérsékletű, nagyvákuumú berendezések szigetelőlemezeit is.
Érdemes megjegyezni, hogy a CVD-eljárások közel tökéletes réteges struktúrákat kölcsönöznek a PBN-nek, ami anizotróp hővezetőképességet eredményez, körülbelül 20-szoros különbséggel a leválasztási irány (a-tengely) és a leválasztási síkra merőleges (C-tengely) között. Ez a tulajdonság a PBN-t ideális anyaggá teszi a kristálynövekedési tégelyekhez, például a GaAs kristálynövekedés területén.
Bizonyos alkalmazásoknál azonban a költségmegfontolások is szerepet játszanak. Például fémolvasztó alkalmazásoknál, bár a PBN tégelyek nagy sűrűségűek és pórusmentesek, ami megnehezíti az olvadt fém behatolását a tégely falán, drágák. Így bár a PBN tégelyek használata jobb eredményeket hozhat, az ipari termelés nem mindig indokolja a luxust a magas költségek miatt.
Ezenkívülmelegen sajtolt bór-nitridis megvannak a maga előnyei. Könnyebben feldolgozható és igény szerint alakítható, így költséghatékonyabb az olyan alkatrészek esetében, mint plmagas hőmérsékletű kemence szigetelő részei,hőelem védőcsövek,olvasztótégelyek vagy öntőformák fém olvasztásáras, amorf szalagos fúvókák és fémporporlasztó fúvókákszámáramagas hőmérsékletű alkalmazások. Ezen túlmenően a melegen sajtolt bór-nitrid kerámiák gyártási folyamatának közelmúltbeli fejlesztései lehetővé tették némelyikük számára a PBN helyettesítését, jóllehet azzal a döntő előfeltétellel, hogy ellenőrizzék a szennyeződések tartalmát, különösen az oxigén-, szilícium- és alumíniumtartalmat a poranyagban. Összefoglalva, a pirolitikus bór-nitridnek és a melegen sajtolt bór-nitridnek megvannak a maga előnyei, és a választást az alkalmazások speciális követelményei alapján kell kiválasztani.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. egy jó hírű és megbízható beszállító, amely műszaki kerámia alkatrészek gyártására és értékesítésére szakosodott. Egyedi gyártást és nagy pontosságú megmunkálást biztosítunk nagy teljesítményű kerámia anyagok széles sorozatához, beleértve timföld kerámia, cirkónia kerámia, szilícium-nitrid, szilícium-karbid, bór-nitrid, alumínium-nitrid és megmunkálható üvegkerámia. Jelenleg kerámiaalkatrészeink számos iparágban megtalálhatók, mint például a mechanikai, vegyipari, orvosi, félvezető-, jármű-, elektronikai-, kohászati stb. iparban. Küldetésünk, hogy a legjobb minőségű kerámia alkatrészeket biztosítsuk a globális felhasználók számára, és nagy öröm látni kerámiánkat. az alkatrészek hatékonyan működnek az ügyfelek speciális alkalmazásaiban. Mind a prototípus, mind a tömeggyártás területén tudunk együttműködni, keressen minket bizalommal, ha igényei vannak.
