Nitrure de bore (BN)

Le nitrure de bore (BN) est un remarquable matériau céramique avancé dont les propriétés uniques lui permettent de se distinguer dans de nombreuses applications exigeantes. Il partage avec le graphite une structure cristalline hexagonale similaire, c'est pourquoi il est également connu sous le nom de nitrure de bore hexagonal (hBN). Cette structure unique du nitrure de bore lui confère un ensemble de caractéristiques étonnantes, ce qui en fait un choix idéal pour les applications à haute température, à haute pression, d'isolation et de lubrification.

Notre céramique de nitrure de bore est méticuleusement fabriquée à l'aide de processus de précision afin de fournir des performances globales exceptionnelles. De la poudre de nitrure de bore aux produits finis en nitrure de bore, nous nous engageons à fournir des solutions de haute qualité qui répondent aux besoins spécifiques de nos clients. h Le nitrure de bore est la forme la plus courante et la plus largement utilisée, avec la formule chimique BN (boron nitride formula).

Principaux avantages du nitrure de bore

En choisissant le nitrure de bore, vous bénéficiez d'une série d'avantages inégalés :

a conductivité thermique du nitrure de bore est élevée, en particulier dans la direction perpendiculaire aux couches cristallines, ce qui en fait un excellent matériau de dissipation de la chaleur. Il présente également une résistance thermique extrême, supportant des températures allant jusqu'à 2800°C dans une atmosphère inerte.

Même à des températures élevées, le nitrure de bore conserve une résistivité volumique et une rigidité diélectrique excellentes, ce qui en fait un isolant idéal pour les hautes températures.

La structure en couches du nitrure de bore hexagonal lui confère des propriétés "autolubrifiantes", ce qui permet de l'utiliser comme lubrifiant solide, en particulier dans les environnements sous vide et à haute température.

Le nitrure de bore présente d'excellentes caractéristiques de non-mouillage des métaux, du verre, des sels et des céramiques en fusion. Il est donc largement utilisé dans les creusets et les moules en nitrure de bore pour empêcher l'adhérence des matériaux.

Contrairement à de nombreuses autres céramiques dures, l'usinage du nitrure de bore est relativement facile. Il peut être fraisé, tourné et percé avec précision, comme le graphite, pour créer des composants complexes.

La densité du nitrure de bore est relativement faible, ce qui permet d'obtenir des produits légers convenant aux applications où le poids est un facteur important.

Applications industrielles

Les céramiques de nitrure de bore (BN), en raison de leur stabilité à haute température, de leur inertie chimique, de leur isolation électrique et de leur excellente conductivité thermique d'une couche à l'autre, sont largement utilisées dans les domaines de l'électronique et des semi-conducteurs (comme matériaux d'interface thermique, substrats isolants thermoconducteurs, creusets PBN et supports pour le traitement des plaquettes et des films minces), la métallurgie et le traitement des matériaux (utilisés comme creusets, chambres de fusion, dispositifs de transport de métaux liquides et revêtements résistants à la corrosion), les équipements à haute température et à vide (utilisés comme boucliers thermiques, fenêtres infrarouges et composants de choc thermique), et la lubrification mécanique et l'étanchéité (utilisant les propriétés de lubrification solide et de faible frottement du h-BN). En maintenant l'isolation électrique tout en améliorant la conductivité thermique, ils jouent un rôle important dans des industries telles que l'aérospatiale, la fabrication de semi-conducteurs, les dispositifs optoélectroniques, le traitement céramique de précision et l'ingénierie chimique à haute température.

Applications des céramiques avancées dans l'industrie automobile
Applications des céramiques avancées dans les machines industrielles
Applications des céramiques avancées dans l'industrie manufacturière générale
Applications des céramiques avancées dans les secteurs de la chimie, des plastiques et du caoutchouc
Composants céramiques avancés pour l'aérospatiale
Applications des céramiques avancées dans les secteurs des semi-conducteurs et de l'électronique
Céramiques techniques utilisées dans les dispositifs médicaux
Applications des céramiques avancées dans l'industrie du pétrole et du gaz

Qualités disponibles de nitrure de bore

Great Ceramic propose plusieurs qualités et formats de produits BN pour répondre aux exigences des applications :

Principales propriétés du nitrure de bore

Great Ceramic propose à ses clients une grande variété de matériaux à base de nitrure de bore. Les valeurs suivantes sont des propriétés typiques des matériaux et peuvent varier en fonction de la configuration du produit et du processus de fabrication. Pour plus de détails, n'hésitez pas à contacter nous contacter.

Paramètres GCBN-HBN1 GCBN-HBN2 GCBN-PBN GCBN-B GCBN-C GCBN-D GCBN-E GCBN-S2 GCBN-S3
Composition principale BN ≥ 99%(Standard) BN ≥ 99,5%(haute pureté) BN ≥ 99,99% BN + Zr+Al BN + SiC BN + ZrO₂ BN + AlN BN + Si₃N₄ BN + Si₃N₄
Densité (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
Teneur en oxygène (%) 0.46 <0.3 <0.1 - - - - - -
Porosité (%) 2.6 <2.0 Dense - - - - - -
Dureté Leeb HL ≥330 ≥330 - - - - - - -
Résistance à la flexion en 3 points (MPa) 38 40-50 80 65 85 115 120 220 320
Résistance à la compression (MPa) 110-150 120-160 - 110 130 225 220 420 480
CTE (×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
Conductivité thermique (W/m-K) 30-50 50 82.3 (200℃) / 55.3 (900℃) 30 30 20 80 40 40
Température de fonctionnement maximale (℃) Air 900 / Vac 2100 / Inert 2300 Air 900 / Vac 2100 / Inert 2300 2000+ Air 1000 / Vac 1800 / Inert 1800 Air 1000 / Vac 1800 / Inert 1800 Air 1000 / Vac 1800 / Inert 1800 Air 1000 / Vac 1800 / Inert 1800 Air 1000 / Vac 1800 / Inert 1800 Air 1000 / Vac 1800 / Inert 1800
Résistivité à température ambiante (Ω-cm) >10¹⁴ >10¹⁴ 10¹⁵ >10¹³ >10¹² >10¹² >10¹³ >10¹³ >10¹³
Applications typiques Métallurgie des poudres, creusets d'évaporation des métaux, isolateurs Équipements semi-conducteurs, pièces d'isolation à haute température Revêtement sous vide, réchauffeurs de semi-conducteurs, composants d'isolation Métallurgie des poudres, supports haute température Métallurgie des poudres Moules de coulée des métaux Métallurgie des poudres Métallurgie des poudres Métallurgie des poudres

cas d'application des produits de nitrure de bore

Les produits céramiques à base de nitrure de bore de Great Ceramic, en particulier sous forme de nitrure de bore hexagonal (h-BN) et de nitrure de bore pyrolytique (PBN), offrent une conductivité thermique exceptionnelle, une excellente isolation électrique, une inertie chimique, une faible dureté facilitant le traitement et une excellente stabilité à haute température. Ces propriétés permettent à nos pièces en BN d'être utilisées dans un large éventail d'industries. Les applications courantes de nos produits en nitrure de bore sont les suivantes :

Creusets PBN de haute pureté pour la croissance des cristaux de semi-conducteurs et la manipulation des métaux en fusion, où l'inertie chimique et le contrôle de la contamination sont essentiels.

Diffuseurs de chaleur, coussinets d'interface thermique et supports de refroidissement qui exploitent la conductivité thermique du nitrure de bore tout en restant électriquement isolants.

Bases isolantes, traversées et substrats pour l'électronique à haute tension et à haute température utilisant la rigidité diélectrique du BN.

Bateaux d'évaporation, revêtements et fixations en BN pour le traitement CVD/épitaxie et le traitement des plaquettes en raison de leur faible contamination et de leur grande pureté.

Tubes, anneaux, plaques et cornues pour les fours à haute température où la résistance aux chocs thermiques et la stabilité chimique sont requises.

Tubes, tiges, rondelles et anneaux en BN usinés avec précision pour les applications de laboratoire, de vide et de métallurgie.

Les glissières, les joints et les roulements qui bénéficient de la nature lubrifiante solide du h-BN à des températures élevées.

Revêtements, buses et pièces de contact dans des environnements corrosifs ou réactifs où les pièces métalliques risquent de tomber en panne ou de contaminer le produit.

Isolation thermique, traversées de vide et pièces structurelles utilisées lorsque la légèreté, la stabilité thermique et la résistance au dégazage sont importantes.

Composants BN (substrats, entretoises, fixations sur mesure) usinés par CNC et à tolérances étroites, conçus pour des applications industrielles et de recherche exigeantes.

Buses en céramique de nitrure de bore
Gaine de filetage en céramique au nitrure de bore hexagonal
Découpe au laser de substrats en nitrure d'aluminium
Creuset céramique en nitrure de bore

Précautions à prendre lors de l'utilisation de céramiques à base de nitrure de bore

Lors de l'utilisation de céramiques de nitrure de bore, les précautions suivantes peuvent aider à maximiser les performances, la stabilité et la durée de vie des produits en nitrure de bore dans les applications industrielles exigeantes.

Alors que le h-BN est stable dans des environnements inertes ou sous vide jusqu'à 2000 °C (PBN jusqu'à 3000 °C), la résistance à l'oxydation est limitée à environ 850-1000 °C dans l'air.

Les céramiques BN, bien que plus souples que la plupart des céramiques, restent fragiles et peuvent se fracturer sous l'effet d'une charge mécanique soudaine ou d'un impact.

Pour éviter toute contamination, en particulier pour le PBN de qualité semi-conducteur, utilisez des gants propres et un équipement de manipulation spécifique.

Le BN est chimiquement inerte vis-à-vis de la plupart des acides, des alcalis et des métaux en fusion, mais les oxydants puissants à des températures élevées peuvent dégrader sa surface.

Les pièces en BN peuvent subir des modifications dimensionnelles à des températures élevées ; les ajustements de précision doivent tenir compte de la dilatation thermique et du rétrécissement potentiel.

Pour les assemblages, il faut choisir des techniques d'assemblage (fixation mécanique, adhésifs à haute température ou brasage avec des métaux compatibles) qui correspondent aux caractéristiques thermiques et mécaniques du BN.

Conserver les composants au sec et à l'abri de la poussière afin de préserver l'intégrité de la surface et d'éviter toute contamination avant l'installation.

Usinage de nitrure de bore

L'un des avantages uniques du nitrure de bore est sa dureté relativement faible (Mohs ~2 pour le h-BN), qui le rend plus facile à usiner que beaucoup d'autres céramiques. Les outils standard en carbure ou en acier rapide peuvent être utilisés pour le h-BN, tandis que les composites BN plus durs peuvent nécessiter un meulage au diamant, un usinage CNC, une découpe au laser ou un usinage par ultrasons pour garantir la précision et la finition de la surface.

Avec une gamme complète d'équipements d'usinage avancés et une expertise technique étendue, Great Ceramic fournit des solutions de bout en bout - de la sélection des matériaux et de l'optimisation de la conception à l'usinage de précision et à l'assemblage - garantissant des produits céramiques à base de nitrure de bore de haute qualité et de haute performance qui répondent aux exigences d'application les plus rigoureuses.

Usinage CNC de précision de la céramique

Fraisage, tournage et rectification CNC avec des tolérances de l'ordre du micron.

Prépolissage et polissage de la céramique

Polissage de surface pour des finitions lisses et des surfaces de qualité optique.

Découpe laser céramique technique

Perçage et découpe au laser pour les géométries complexes.

Assemblages brasés en céramique et en métal

Métallisation (Mo/Mn, W) pour le brasage céramique-métal.

Questions fréquemment posées

Le nitrure de bore est un matériau céramique synthétique composé d'atomes de bore et d'azote. Il s'agit d'un cristal qui existe sous plusieurs formes, notamment hexagonale, cubique et pyrolytique.

Oui, bn nitrure de bore est un composé chimique dont la formule est BN. Il s'agit d'un composé binaire stable de bore et d'azote.

La dureté du nitrure de bore dépend de sa structure cristalline. Le nitrure de bore hexagonal (h-BN), semblable au graphite, est mou. En revanche, le nitrure de bore cubique (c-BN) a une structure analogue à celle du diamant, ce qui en fait l'un des matériaux les plus durs connus de l'homme. Sa dureté est due aux fortes liaisons covalentes de son réseau cristallin.

Le nitrure de bore hexagonal est un excellent isolant électrique. Il présente une résistance électrique élevée et est largement utilisé dans les applications nécessitant une isolation à haute température.

Le nitrure de bore hexagonal est généralement fabriqué en faisant réagir de l'acide borique avec une source d'azote telle que l'urée à des températures élevées. Nitrure de bore pyrolytique est créé par dépôt chimique en phase vapeur (CVD), où un mélange gazeux de composés de bore et d'azote est déposé sur un substrat de graphite.

Oui, nitrure de bore est classé parmi les matériaux céramiques de haute performance, plus précisément parmi les céramiques avancées.

Oui, en raison de sa structure cristalline dont les atomes sont maintenus ensemble par de fortes liaisons covalentes, nitrure de bore est un composé covalent en réseau. Ceci est évident dans sa structure en couches semblable au graphite (pour la forme hexagonale) ou dans sa structure cubique semblable au diamant.

Non, le nitrure de bore n'est pas un polymère. Il s'agit d'un solide cristallin inorganique doté d'une structure cristalline définie, et non d'une molécule à longue chaîne composée de sous-unités répétitives.

Expert en fabrication de céramiques avancées

Pourquoi choisir le nitrure de bore de Great Ceramic ?

  • Haute pureté : Jusqu'à 99,99% pour les applications de qualité semi-conducteur.
  • Technologie avancée : Pressage à chaud et CVD pour différentes qualités de BN.

  • Solutions personnalisées : Des creusets standard aux pièces de précision complexes.
  • Usinage de précision : Systèmes CNC pour des tolérances serrées et des finitions lisses.
  • Contrôle strict de la qualité : Assurer la cohérence et la fiabilité de chaque lot.
  • Un service de bout en bout : De la conception à l'assemblage final, sur mesure pour votre application.

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