Bornitrid (BN)

Bornitrid (BN) ist ein bemerkenswerter keramischer Hochleistungswerkstoff, der sich durch seine einzigartigen Eigenschaften in zahlreichen anspruchsvollen Anwendungen auszeichnet. Es hat eine ähnliche hexagonale Kristallstruktur wie Graphit, weshalb es auch als hexagonales Bornitrid (hBN) bezeichnet wird. Diese einzigartige Bornitridstruktur verleiht ihm eine Reihe erstaunlicher Eigenschaften, die es zu einer idealen Wahl für Hochtemperatur-, Hochdruck-, Isolierungs- und Schmieranwendungen machen.

Unsere Bornitrid-Keramik wird mit Hilfe von Präzisionsverfahren sorgfältig hergestellt, um eine außergewöhnliche und umfassende Leistung zu erzielen. Vom Bornitrid-Pulver bis zum fertigen Bornitrid-Produkt sind wir bestrebt, qualitativ hochwertige Lösungen anzubieten, die den spezifischen Anforderungen unserer Kunden entsprechen. h Bornitrid ist die gängigste und am weitesten verbreitete Form mit der chemischen Formel BN (Bornitrid-Formel).

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Heißgepresste Bornitrid-Keramik-BN-Keramische Werkstoffe-Großkeramik

Die wichtigsten Vorteile von Bornitrid

Wenn Sie sich für Bornitrid-Material entscheiden, profitieren Sie von einer Reihe einzigartiger Vorteile:

ie Wärmeleitfähigkeit von Bornitrid ist hoch, insbesondere in der Richtung senkrecht zu den Kristallschichten, was es zu einem ausgezeichneten Wärmeableitungsmaterial macht. Es zeichnet sich außerdem durch eine extreme Wärmebeständigkeit aus, die in einer inerten Atmosphäre Temperaturen von bis zu 2800 °C standhält.

Selbst bei hohen Temperaturen behält Bornitrid seinen ausgezeichneten spezifischen Durchgangswiderstand und seine Durchschlagfestigkeit bei, was es zu einem idealen Hochtemperaturisolator macht.

Die Schichtstruktur von hexagonalem Bornitrid verleiht ihm "selbstschmierende" Eigenschaften, so dass es als Festschmierstoff verwendet werden kann, insbesondere in Vakuum- und Hochtemperaturumgebungen.

Bornitrid weist hervorragende Eigenschaften auf, um geschmolzene Metalle, Glas, Salze und Keramiken nicht zu benetzen. Daher wird es häufig in Bornitrid-Tiegeln und -Formen verwendet, um Materialanhaftungen zu verhindern.

Im Gegensatz zu vielen anderen Hartkeramiken ist die Bearbeitung von Bornitrid relativ einfach. Es kann, ähnlich wie Graphit, mit Präzision gefräst, gedreht und gebohrt werden, um komplexe Bauteile herzustellen.

Die Dichte von Bornitrid ist relativ gering, was zu leichten Produkten führt, die sich für Anwendungen eignen, bei denen das Gewicht eine Rolle spielt.

Anwendungen in der Industrie

Bornitrid (BN)-Keramiken werden aufgrund ihrer Hochtemperaturstabilität, ihrer chemischen Inertheit, ihrer elektrischen Isolierung und ihrer ausgezeichneten Schicht-zu-Schicht-Wärmeleitfähigkeit häufig in der Elektronik- und Halbleiterindustrie eingesetzt (als thermische Grenzflächenmaterialien, wärmeleitende, isolierende Substrate und PBN-Tiegel und -Träger für die Wafer-/Dünnschichtverarbeitung), Metallurgie und Materialverarbeitung (als Tiegel, Schmelzkammern, Flüssigmetalltransportvorrichtungen und korrosionsbeständige Auskleidungen), Hochtemperatur- und Vakuumausrüstung (als Hitzeschilde, Infrarotfenster und Thermoschockkomponenten) sowie mechanische Schmierung und Abdichtung (unter Ausnutzung der Festschmier- und geringen Reibungseigenschaften von h-BN). Da sie die elektrische Isolierung aufrechterhalten und gleichzeitig die Wärmeleitfähigkeit verbessern, spielen sie eine wichtige Rolle in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Halbleiterherstellung, optoelektronischen Geräten, der keramischen Präzisionsverarbeitung und der Hochtemperatur-Chemietechnik.

Anwendungen von Hochleistungskeramik in der Automobilindustrie
Anwendungen von Hochleistungskeramik im Industriemaschinenbau
Anwendungen von Hochleistungskeramik in der allgemeinen Fertigung
Anwendungen von Hochleistungskeramik in der Chemie-, Kunststoff- und Gummibranche
Moderne Keramikkomponenten für die Luft- und Raumfahrt
Anwendungen von Hochleistungskeramiken in der Halbleiter- und Elektronikindustrie
echnische Keramik für medizinische Geräte
Anwendungen von Hochleistungskeramik in der Öl- und Gasindustrie

Verfügbare Sorten von Bornitrid-Material

Great Ceramic bietet mehrere BN-Produktsorten und -formate an, um den Anforderungen der Anwendungen gerecht zu werden:

Hexagonales Bornitrid (Standard)

Bornitridkeramik (Standard) ist ein fortschrittliches keramisches Material mit ausgezeichneter Hochtemperaturstabilität, hoher Wärmeleitfähigkeit und selbstschmierenden Eigenschaften. Mit einer BN-Reinheit von ≥99% gehört es zu den leistungsstärksten Sorten der Bornitridfamilie und bietet ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Bei hervorragender elektrischer Isolierung weist es eine gute chemische Inertheit und Temperaturwechselbeständigkeit auf und eignet sich daher für extreme Betriebsbedingungen wie Hochtemperatur, Hochvakuum und Korrosionsbeständigkeit.

Im Vergleich zu anderen technischen Keramiken (wie Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid) verbindet Bornitrid einen niedrigen Reibungskoeffizienten mit hervorragender Verarbeitbarkeit, was einen langfristig stabilen Betrieb in Hochtemperaturumgebungen und eine Präzisionsbearbeitung ermöglicht. Es eignet sich für die Herstellung kritischer Bauteile, die eine Hochtemperaturisolierung und -schmierung erfordern.

Wesentliche Merkmale

  • Hochtemperaturstabilität: Es kann Temperaturen von mehr als 2000 °C in einer inerten Atmosphäre oder im Vakuum über längere Zeit standhalten und ist an der Luft bis etwa 900 °C stabil, wodurch es sich für den Einsatz in extremen Temperaturumgebungen eignet.
  • Ausgezeichnete elektrische Isolierung: Mit einem spezifischen Durchgangswiderstand von mehr als 10¹³ Ω-cm und einer hohen Durchschlagsfestigkeit erfüllt es die Anforderungen an die Hochspannungs- und Hochtemperaturisolierung.
  • Hohe Wärmeleitfähigkeit und niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient: Die Wärmeleitfähigkeit kann 30-60 W/(m-K) erreichen, und der Wärmeausdehnungskoeffizient ist niedrig (ca. 1-2×10-⁶/K), was eine ausgezeichnete Kompatibilität mit einer Vielzahl von Materialien, eine geringere thermische Belastung und eine hervorragende Temperaturwechselbeständigkeit ermöglicht.
  • Selbstschmierend und niedriger Reibungskoeffizient: Die hexagonale Kristallstruktur verleiht den Zwischenschichten Gleiteigenschaften, so dass die Schmierung auch bei Trockenreibung oder unter Hochtemperaturbedingungen erhalten bleibt.
  • Ausgezeichnete chemische Inertheit: Es ist gegenüber den meisten Säuren, Laugen, Salzen und geschmolzenen Metallen nicht reaktiv und nicht benetzend und eignet sich besonders gut für Metallschmelz- und Glasformungsprozesse.
  • Ausgezeichnete Bearbeitbarkeit: Seine Härte ist geringer als die von Keramiken wie Aluminiumoxid, so dass es mit herkömmlichen Hartmetallwerkzeugen zum Drehen, Fräsen, Bohren und für andere Präzisionsbearbeitungen präzise bearbeitet werden kann.

Typische Anwendungen

  • Tiegel, Wärmedämmplatten und Halterungen in metallurgischen Hochtemperaturanlagen
  • Hochtemperaturisolierung und strukturelle Komponenten in Einkristallzuchtöfen und Vakuumöfen
  • Antihaft- und Isolierkomponenten für den Umgang mit geschmolzenen Metallen wie Aluminium und Magnesium
  • Glasformungsformen und Antihaftauskleidungen
  • Substrate für die elektrische Isolierung und Wärmeableitung im Hochspannungsbereich
  • Selbstschmierende, verschleißfeste Teile wie Hochtemperaturlager und Dichtungen

Produktion und Verarbeitung

Herkömmliche Bornitridkeramik wird durch chemische Synthese unter Verwendung von Bortrioxid (B₂O₃) und Ammoniak (NH₃) oder Harnstoff als Hauptrohstoffe hergestellt. Bornitridpulver wird durch chemische Synthese gewonnen. Je nach Anwendung können Formgebungsverfahren wie Trockenpressen, isostatisches Pressen und Strangpressen eingesetzt werden.

Die Sinterung erfolgt in der Regel durch Heißpressen (1900-2100 °C, Stickstoff oder inerte Atmosphäre). Manchmal wird eine kleine Menge Oxid als Sinterhilfsmittel hinzugefügt, um die Dichte zu erhöhen.

Das fertige Produkt kann direkt nachbearbeitet werden, z. B. durch Drehen, Fräsen und Bohren. Die Oberfläche kann auch mit Keramik wie SiC und AlN beschichtet werden, um die mechanische Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit zu erhöhen.

Bornitrid-Keramik (hohe Reinheit)

Hochreine Bornitrid (BN)-Keramik ist ein hochreines (BN-Gehalt ≥ 99,5%) keramisches Hochleistungsmaterial mit außergewöhnlicher thermischer Stabilität, elektrischer Isolierung, Selbstschmierfähigkeit und chemischer Inertheit. Durch die strenge Kontrolle des Verunreinigungsgrads werden die Wärmeleitfähigkeit und die Zuverlässigkeit der Isolierung erheblich verbessert. Sie eignen sich besonders für extreme Betriebsbedingungen wie hohe Temperaturen, Hochvakuum und starke Korrosion sowie für die Halbleiterindustrie, die Luft- und Raumfahrt und die High-End-Metallurgie, die strenge Reinheitsstandards verlangen.

Im Vergleich zu herkömmlichen Bornitrid-Keramiken bieten hochreine Sorten eine überlegene elektrische, thermische und chemische Stabilität, die das Risiko eines durch Verunreinigungen verursachten Ausfalls deutlich verringert, die Lebensdauer kritischer Komponenten verlängert und einen stabilen Betrieb in extremen Umgebungen gewährleistet.

Wesentliche Merkmale

  • Ultrahohe Reinheit: BN-Gehalt ≥ 99,5% und extrem niedriger Gehalt an Verunreinigungen (Gesamtgehalt an Ca, Si, Oxiden usw. ≤ 0,5%), was stabile und kontrollierbare Materialeigenschaften gewährleistet.
  • Ausgezeichnete thermische Leistung: Die Wärmeleitfähigkeit erreicht 50-70 W/(m-K), der Wärmeausdehnungskoeffizient liegt bei ca. 1,0-1,2 × 10-⁶/K, und die Temperaturwechselbeständigkeit ist hervorragend, so dass das Material für schnelle Wechsel zwischen heißen und kalten Bedingungen geeignet ist.
  • Stabilität bei hohen Temperaturen: Hält Temperaturen von über 2000 °C über längere Zeit in einer inerten Atmosphäre oder im Vakuum stand und ist an der Luft bis etwa 850-900 °C stabil.
  • Ausgezeichnete elektrische Isolierung: Volumenwiderstand > 10¹⁴ Ω-cm und hohe Durchschlagfestigkeit erfüllen die Anforderungen an Hochspannungs- und Hochtemperaturisolierung.
  • Selbstschmierung und hervorragende Bearbeitbarkeit: Die sechseckige Schichtstruktur sorgt für einen niedrigen Reibungskoeffizienten, so dass sich dieses hochreine Produkt leicht präzise bearbeiten lässt und komplexe Strukturteile mit herkömmlichen Hartmetallwerkzeugen geformt werden können.

Typische Anwendungen

  • Tiegel, Wärmedämmung und Halterungen in der Hochtemperaturmetallurgie und in Vakuumanlagen
  • Anti-Haft- und Isolierkomponenten für geschmolzene Metalle wie Aluminium und Magnesium
  • Isolierende und wärmeableitende Hochtemperatursubstrate für Halbleiter-Leistungsbauelemente (SiC, GaN, LEDs)
  • Glasformwerkzeuge und Antihaftauskleidungen

  • Pulvermetallurgische Düsen und korrosionsbeständige Komponenten

  • Komponenten von Vakuumbeschichtungsanlagen wie CVD/PVD-Verdampferschiffchen und hochreine Isolierplatten
  • Hochtemperaturisolierung und Komponenten für das Wärmemanagement in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Militärelektronik

Produktion und Verarbeitung

Hochreine Bornitridkeramik wird unter Verwendung von ultrahochreinem h-BN-Pulver durch ein Heißpressverfahren hergestellt. Das gesinterte hochreine BN hat eine mittlere Härte und kann durch Drehen, Fräsen, Bohren und andere Verfahren präzise bearbeitet werden.

Pyrolytische Bornitrid-Keramik (PBN)

Keramiken aus pyrolytischem Bornitrid (PBN) sind hochreine (≥99,99%) hexagonale Bornitridwerkstoffe, die mit Hilfe eines CVD-Verfahrens (chemische Gasphasenabscheidung) hergestellt werden. Diese einzigartige Abscheidungsmethode führt zu einem bindemittelfreien, verunreinigungsfreien Material mit einer dichten, einheitlichen Mikrostruktur, außergewöhnlicher Reinheit und hervorragenden anisotropen Eigenschaften.

Im Vergleich zu heißgepresstem Bornitrid (HPBN) bietet PBN eine höhere Reinheit, bessere Luftdichtigkeit und eine dichte, glatte Oberfläche. Es kann während des Abscheidungsprozesses direkt in die gewünschten Formen gebracht werden und eignet sich daher besonders für Ultrahochvakuum, hochreine Materialverarbeitung und kontaminationsanfällige Halbleiterfertigungsumgebungen.

Wesentliche Merkmale

  • Ultrahohe Reinheit: BN-Gehalt ≥ 99,99%, praktisch frei von Verunreinigungen wie Sauerstoff, Kohlenstoff und Metallen, wodurch es sich für den Einsatz unter extrem sauberen Arbeitsbedingungen eignet.
  • Hohe Dichte und Luftdichtheit: Die CVD-abgeschiedene Struktur ist frei von Poren und Mikrorissen und weist eine extrem geringe Gasdurchlässigkeit auf, was den Einsatz in Hochvakuumumgebungen ermöglicht.
  • Ausgezeichnete thermische Stabilität: Hält dem Langzeitbetrieb bei Temperaturen von über 2000°C im Vakuum oder unter inerter Atmosphäre stand und ist an der Luft bis etwa 900°C stabil.
  • Ausgezeichnete elektrische Isolierung: Volumenwiderstand > 10⁴ Ω-cm und hohe Durchschlagfestigkeit erhalten die Isolationseigenschaften auch bei hohen Temperaturen.
  • Anisotrope thermische Eigenschaften: Hohe Wärmeleitfähigkeit parallel zur abgeschiedenen Schicht (bis zu 30-60 W/(m-K)) und geringere in der senkrechten Richtung, was spezifische Wärmemanagementkonzepte erleichtert.
  • Glatte Oberfläche und direkte Umformbarkeit: Die Oberfläche des abgeschiedenen Teils ist dicht und glatt und erfüllt die meisten Anwendungsanforderungen, ohne dass eine Nachbearbeitung erforderlich ist. Komplexe Formen wie Tiegel und Rohre können direkt abgeformt werden.

Typische Anwendungen

  • Hochreine Tiegel und Verdampferschiffchen für Halbleiteranlagen wie MBE (Molekularstrahlepitaxie) und MOCVD
  • Isolatoren und Führungselemente für Hochvakuum-Beschichtungsanlagen
  • Schmelz- und Verdampfungsgefäße für hochreine Metalle und Legierungen
  • Aufdampfquellenkomponenten für die Herstellung optischer Dünnschichten
  • Ultrareine Hochtemperaturträger für die Produktion von High-End-Elektronikgeräten
  • Hochtemperatur-Isolationskomponenten für Luft- und Raumfahrt und militärische Anwendungen

Produktion und Verarbeitung

Pyrolytische Bornitridkeramik wird im CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition) hergestellt:

  1. Materialien für die Abscheidung: Bortrichlorid (BCl₃) und Ammoniak (NH₃)
  2. Prozessbedingungen: Die Reaktion findet in einer Hochtemperatur-Graphitform bei 1800-2000°C statt. Das BN lagert sich auf molekularer Ebene an der Innenwand der Form ab und bildet allmählich eine dichte Struktur.
  3. Direkte Formgebung: Das CVD-Verfahren ermöglicht die direkte Abscheidung und Formung entsprechend der Form, wodurch die Notwendigkeit des Sinterns und der Verwendung von Bindemitteln entfällt und Sekundärkontaminationen vermieden werden.
  4. Nachbearbeiten: Die meisten PBN-Teile sind sofort einsatzbereit. Wenn Anpassungen erforderlich sind, kann eine Präzisionsbearbeitung oder Oberflächenbehandlung durchgeführt werden.

Komposit-Bornitrid-Keramik

Bornitrid-Verbundkeramiken sind eine Klasse von technischen Keramikwerkstoffen auf der Grundlage einer Bornitrid-Matrix (BN), die mit anderen Keramik- oder Metallverbindungen (wie Aluminiumoxid (Al₂O₃), Aluminiumnitrid (AlN), Siliziumkarbid (SiC), Zirkoniumoxid (ZrO₂) und Boroxidglas) verstärkt oder modifiziert ist. Ihr Ziel ist es, die mechanische Festigkeit, die Oxidationsbeständigkeit, die Verschleißfestigkeit und die Wärmeleitfähigkeit deutlich zu verbessern und gleichzeitig die hervorragende Hochtemperaturisolierung, die Selbstschmierfähigkeit und die chemische Inertheit von BN zu erhalten.

Im Vergleich zu reinen BN-Keramiken weist Bornitrid-Verbundwerkstoffe eine höhere Festigkeit bei hohen Temperaturen, eine höhere Dichte und eine bessere Anpassungsfähigkeit an die Umwelt auf und erfüllt die anspruchsvollen Betriebsbedingungen in der Metallurgie, der Halbleiterindustrie, der Vakuumbeschichtung und der Luft- und Raumfahrt.

Wesentliche Merkmale

  • Anpassbare Leistung: Durch die Auswahl verschiedener Arten und Anteile von Verstärkungsphasen für bestimmte Betriebsbedingungen können die mechanischen Eigenschaften, die thermischen Eigenschaften und die chemische Stabilität optimiert werden.
  • Hochtemperaturstabilität und Isolierung: Die meisten BN-Verbundkeramiken können Temperaturen von mehr als 1800-2000 °C in einer inerten Atmosphäre standhalten und gleichzeitig eine hervorragende elektrische Isolierung gewährleisten (Volumenwiderstand > 10¹² Ω-cm).
  • Verbesserte mechanische Eigenschaften: Der Zusatz von Al₂O₃, ZrO₂ oder SiC kann die Biegefestigkeit um das 2-3-fache erhöhen, die Sprödigkeit verbessern und die Schlagfestigkeit erhöhen.
  • Verbesserte Oxidationsbeständigkeit: Einige Verbundphasen (wie Al₂O₃ und B₂O₃ glasartige Phasen) können in oxidierenden Hochtemperaturumgebungen einen dichten Schutzfilm auf der Oberfläche bilden, der die Oxidation von BN wirksam verzögert.
  • Einstellbare Wärmeleitfähigkeit: Durch die Einführung von Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie AlN und SiC kann die Wärmeleitfähigkeit von herkömmlichem BN von 30-60 W/(m-K) auf 80-150 W/(m-K) erhöht werden, wodurch die Anforderungen an die Wärmeableitung bei hohen Leistungen erfüllt werden.
  • Beibehaltung der Bearbeitbarkeit: Die BN-Keramik behält ihre hervorragende Bearbeitbarkeit nach dem Auftragen des Verbundwerkstoffs bei, so dass Präzisionsbearbeitungen wie Drehen, Fräsen und Bohren mit herkömmlichen Hartmetallwerkzeugen möglich sind.

Typische Anwendungen

  • Hochtemperatur-Antihaft- und Isolierkomponenten für Metallschmelz- und Gießanlagen
  • Hochtemperatur-Formen, Abstandhalter für Glasformung
  • Isolierende Wärmeableitungssubstrate für Hochleistungs-Halbleiterbauelemente (Verbundphase mit hoher Wärmeleitfähigkeit)
  • Verdampferschiffchen und Isolationshalterungen für Vakuumbeschichtungsanlagen
  • Hochtemperaturlager, Gleiter und verschleißfeste Führungen (Verstärkungsphase aus Verbundwerkstoff verbessert Festigkeit und Verschleißfestigkeit)
  • Hochtemperatur-Wärmedämmung und Strukturkomponenten für die Luft- und Raumfahrt

Produktion und Verarbeitung

Vorbereitung des Rohmaterials: Wählen Sie hochreines BN-Pulver und Verstärkungsphasenpulver (z. B. Al₂O₃, AlN, SiC, ZrO₂) und mischen Sie sie gleichmäßig entsprechend dem Formelverhältnis.

Formgebungsverfahren: Üblich sind Trockenpressen, isostatisches Pressen oder Schlickergießen, wobei je nach Komplexität des Produkts unterschiedliche Verfahren gewählt werden.

Sinterverfahren: Heißpressen (HP), heißisostatisches Pressen (HIP) oder Reaktionssintern; die Temperaturen liegen in der Regel zwischen 1700 und 2000 °C in einer Stickstoff- oder Inertgasatmosphäre.

Nachbearbeiten: Maschinelle Bearbeitung bis zur endgültigen Form. Oberflächenbeschichtungen (z. B. SiC, Al₂O₃) können je nach Bedarf aufgebracht werden, um die Oxidations- und Verschleißbeständigkeit weiter zu verbessern.

Wichtige Eigenschaften von Bornitrid

Great Ceramic bietet seinen Kunden eine Vielzahl von Bornitrid-Materialien zur Auswahl an. Die folgenden Werte sind typische Materialeigenschaften und können je nach Produktkonfiguration und Herstellungsprozess variieren. Für weitere Details wenden Sie sich bitte an kontaktieren Sie uns.

Parameter GCBN-HBN1 GCBN-HBN2 GCBN-PBN GCBN-B GCBN-C GCBN-D GCBN-E GCBN-S2 GCBN-S3
Hauptkomposition BN ≥ 99%(Standard) BN ≥ 99,5%(Hohe Reinheit) BN ≥ 99,99% BN + Zr+Al BN + SiC BN + ZrO₂ BN + AlN BN + Si₃N₄ BN + Si₃N₄
Dichte (g/cm³) 2.0-2.3 ≥2.0 1.95-2.22 2.25-2.35 2.40-2.50 2.80-2.90 2.80-2.90 2.55-2.65 2.75-2.85
Sauerstoffgehalt (%) 0.46 <0.3 <0.1 - - - - - -
Porosität (%) 2.6 <2.0 Dichtes - - - - - -
Leeb-Härte HL ≥330 ≥330 - - - - - - -
3-Punkt-Biegefestigkeit (MPa) 38 40-50 80 65 85 115 120 220 320
Druckfestigkeit (MPa) 110-150 120-160 - 110 130 225 220 420 480
WAK (×10-⁶/K) 2.0-2.8 2.0-2.5 2,0 (a) / 2,6 (c) 2.0 2.8 3.5 2.8 2.7 2.7
Wärmeleitfähigkeit (W/m-K) 30-50 50 82.3 (200℃) / 55.3 (900℃) 30 30 20 80 40 40
Maximale Betriebstemperatur (℃) Luft 900 / Vakuum 2100 / Inert 2300 Luft 900 / Vakuum 2100 / Inert 2300 2000+ Luft 1000 / Vakuum 1800 / Inert 1800 Luft 1000 / Vakuum 1800 / Inert 1800 Luft 1000 / Vakuum 1800 / Inert 1800 Luft 1000 / Vakuum 1800 / Inert 1800 Luft 1000 / Vakuum 1800 / Inert 1800 Luft 1000 / Vakuum 1800 / Inert 1800
Raumtemperatur-Widerstand (Ω-cm) >10¹⁴ >10¹⁴ 10¹⁵ >10¹³ >10¹² >10¹² >10¹³ >10¹³ >10¹³
Typische Anwendungen Pulvermetallurgie, Metallverdampfungstiegel, Isolatoren Halbleiterausrüstung, Hochtemperatur-Isolierteile Vakuumbeschichtung, Halbleiterheizungen, Isolationskomponenten Pulvermetallurgie, Hochtemperaturträger Pulvermetallurgie Formen für den Metallguss Pulvermetallurgie Pulvermetallurgie Pulvermetallurgie

Anwendungsbeispiele für Bornitridprodukte

Die keramischen Bornitridprodukte von Great Ceramic, insbesondere in Form von hexagonalem Bornitrid (h-BN) und pyrolytischem Bornitrid (PBN), bieten eine außergewöhnliche Wärmeleitfähigkeit, eine hervorragende elektrische Isolierung, chemische Inertheit, eine geringe Härte für eine einfache Verarbeitung und eine ausgezeichnete Hochtemperaturstabilität. Dank dieser Eigenschaften eignen sich unsere BN-Teile für den Einsatz in einer Vielzahl von Branchen. Zu den üblichen Anwendungen für unsere Bornitridprodukte gehören:

Hochreine PBN-Tiegel für die Halbleiterkristallzucht und die Handhabung von Metallschmelzen, bei denen chemische Inertheit und Kontaminationskontrolle entscheidend sind.

Wärmespreizer, Wärmeschnittstellenpads und Kühlträger, die die Wärmeleitfähigkeit von Bornitrid nutzen und gleichzeitig elektrisch isolierend sind.

Isoliersockel, Durchführungen und Substrate für Hochspannungs- und Hochtemperaturelektronik unter Nutzung der Durchschlagsfestigkeit von BN.

Verdampferschiffchen, Liner und Halterungen aus BN für CVD/Epitaxie und Waferverarbeitung aufgrund geringer Verunreinigung und hoher Reinheit.

Rohre, Ringe, Platten und Retorten für Hochtemperaturöfen, bei denen Temperaturwechselbeständigkeit und chemische Stabilität erforderlich sind.

Präzisionsgefertigte BN-Rohre, -Stangen, -Unterlegscheiben und -Ringe für Labor-, Vakuum- und metallurgische Anwendungen.

Schlitten, Dichtungen und Lager, die von der Festschmierstoffnatur von h-BN bei hohen Temperaturen profitieren.

Auskleidungen, Düsen und Kontaktteile in korrosiven oder reaktiven Umgebungen, in denen Metallteile versagen oder das Produkt verunreinigen würden.

Thermische Isolierung, Vakuumdurchführungen und Strukturteile, bei denen es auf geringes Gewicht, thermische Stabilität und Ausgasungsbeständigkeit ankommt.

CNC-gefräste BN-Komponenten mit engen Toleranzen (Substrate, Abstandshalter, maßgeschneiderte Halterungen) für anspruchsvolle Anwendungen in Industrie und Forschung.

Düsen aus Bornitrid-Keramik
Sechseckiger Gewindemantel aus Bornitrid-Keramik
Laserschneiden von Aluminiumnitrid-Substraten
Tiegel aus Bornitrid-Keramik
Kundenspezifische Bearbeitung von Isolierringen aus Bornitrid-Keramik
Abstandshalter aus Aluminiumnitrid-Keramik
Oberflächenmetallisierte Keramik
Keramikscheibe aus Bornitrid

Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung von Bornitridkeramik

Bei der Verwendung von Bornitridkeramik kann die Beachtung dieser Vorsichtsmaßnahmen dazu beitragen, die Leistung, Stabilität und Lebensdauer von Bornitridprodukten in anspruchsvollen industriellen Anwendungen zu maximieren.

Während h-BN in inerten oder Vakuumumgebungen bis zu 2000 °C (PBN bis zu 3000 °C) stabil ist, ist die Oxidationsbeständigkeit an der Luft auf etwa 850-1000 °C begrenzt.

BN-Keramik ist zwar weicher als viele andere Keramiken, aber immer noch spröde und kann bei plötzlicher mechanischer Belastung oder Stößen zerbrechen.

Um Verunreinigungen zu vermeiden - insbesondere bei PBN in Halbleiterqualität - sollten Sie saubere Handschuhe und spezielle Handhabungsgeräte verwenden.

BN ist chemisch inert gegenüber den meisten Säuren, Laugen und geschmolzenen Metallen, aber starke Oxidationsmittel bei erhöhten Temperaturen können seine Oberfläche zersetzen.

BN-Teile können sich bei hohen Temperaturen in ihren Abmessungen verändern; Präzisionspassungen sollten die thermische Ausdehnung und mögliche Schrumpfung berücksichtigen.

Wählen Sie für Baugruppen Verbindungstechniken (mechanische Befestigung, Hochtemperaturklebstoffe oder Hartlöten mit kompatiblen Metallen), die den thermischen und mechanischen Eigenschaften von BN entsprechen.

Bewahren Sie die Bauteile vor dem Einbau trocken und staubfrei auf, um die Unversehrtheit der Oberfläche zu erhalten und Verunreinigungen zu vermeiden.

Bornitrid-Bearbeitung

Ein einzigartiger Vorteil von Bornitrid ist seine relativ geringe Härte (Mohs ~2 für h-BN), die es leichter bearbeitbar macht als viele andere Keramiken. Für h-BN können Standardwerkzeuge aus Hartmetall oder Schnellarbeitsstahl verwendet werden, während für härtere BN-Verbundwerkstoffe Diamantschleifen, CNC-Bearbeitung, Laserschneiden oder Ultraschallbearbeitung erforderlich sein können, um Genauigkeit und Oberflächengüte zu gewährleisten.

Mit einer kompletten Palette an fortschrittlichen Bearbeitungsmaschinen und umfangreichem technischem Fachwissen bietet Great Ceramic End-to-End-Lösungen an - von der Materialauswahl und Designoptimierung bis hin zur Präzisionsbearbeitung und Montage - und stellt so hochwertige, leistungsstarke Bornitrid-Keramikprodukte sicher, die auch den anspruchsvollsten Anwendungsanforderungen gerecht werden.

Präzisions-CNC-Bearbeitung von Keramik

CNC-Schleifen und -Fräsen

CNC-Fräsen, Drehen und Schleifen mit Toleranzen im Mikrometerbereich.

Schleifen und Polieren von Keramik

Läppen & Polieren

Oberflächenpolieren für glatte Oberflächen und optisch hochwertige Oberflächen.

Technisches Laserschneiden von Keramik

Keramisches Laserschneiden

Laserbohren und -schneiden für komplexe Geometrien.

Keramische und metallgelötete Baugruppen

Metallisierung und Schweißen

Metallisierung (Mo/Mn, W) für Keramik-Metall-Lötungen.

Häufig gestellte Fragen

Bornitrid ist ein synthetisches keramisches Material, das aus Bor- und Stickstoffatomen besteht. Es ist ein Kristall und existiert in verschiedenen Formen, darunter hexagonales, kubisches und pyrolytisches Bornitrid.

Ja, bn Bornitrid ist eine chemische Verbindung mit der Formel BN. Es handelt sich um eine stabile binäre Verbindung aus Bor und Stickstoff.

Die Härte von Bornitrid hängt von seiner Kristallstruktur ab. Hexagonales Bornitrid (h-BN) ist, ähnlich wie Graphit, weich. Kubisches Bornitrid (c-BN) hingegen hat eine diamantähnliche Struktur und ist damit eines der härtesten Materialien, die der Mensch kennt. Die Härte kommt von den starken kovalenten Bindungen in seinem Kristallgitter.

Hexagonales Bornitrid ist ein ausgezeichneter elektrischer Isolator. Es hat einen hohen elektrischen Widerstand und wird häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine Hochtemperaturisolierung erfordern.

Hexagonales Bornitrid wird in der Regel durch Reaktion von Borsäure mit einer Stickstoffquelle wie Harnstoff bei hohen Temperaturen hergestellt. Pyrolytisches Bornitrid wird durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) erzeugt, bei der ein Gasgemisch aus Bor- und Stickstoffverbindungen auf ein Graphitsubstrat aufgebracht wird.

Ja, Bornitrid wird als keramischer Hochleistungswerkstoff, insbesondere als Hochleistungskeramik, eingestuft.

Ja, aufgrund seiner Kristallstruktur mit Atomen, die durch starke kovalente Bindungen zusammengehalten werden, Bornitrid ist eine kovalente Netzwerkverbindung. Dies zeigt sich in der schichtweisen Struktur, die der von Graphit ähnelt (bei der hexagonalen Form), oder in der diamantartigen kubischen Struktur.

Nein, Bornitrid ist kein Polymer. Es ist ein anorganischer kristalliner Feststoff mit einer definierten Kristallstruktur, kein langkettiges Molekül aus sich wiederholenden Untereinheiten.

Großkeramik-Fortschrittliche Keramik-Aluminiumnitrid-Keramik

Aluminiumnitrid

Großkeramik-Fortschrittliche Keramik-Siliziumnitrid-Keramik 2

Siliziumnitrid

Experte für die Herstellung von Hochleistungskeramik

Warum Bornitrid von Great Ceramic wählen?

  • Hohe Reinheit: Bis zu 99,99% für Anwendungen in der Halbleiterindustrie.

  • Fortschrittliche Technologie: Heißpressen und CVD für verschiedene BN-Qualitäten.

  • Kundenspezifische Lösungen: Von Standardtiegeln bis zu komplexen Präzisionsteilen.
  • Präzisionsbearbeitung: CNC-Systeme für enge Toleranzen und glatte Oberflächen.
  • Strenge Qualitätskontrolle: Gewährleistung von Konsistenz und Zuverlässigkeit bei jeder Charge.
  • End-to-End-Service: Vom Entwurf bis zur Endmontage, zugeschnitten auf Ihre Anwendung.

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