窒化ホウ素（BN）

高純度窒化ホウ素（BN）セラミックスは、卓越した熱安定性、電気絶縁性、自己潤滑性、化学的不活性を備えた超高純度（BN含有量99.5%以上）の先端セラミック材料です。不純物レベルを厳密に管理することで、材料の熱伝導性と絶縁信頼性が大幅に向上しています。特に、高温、高真空、激しい腐食などの過酷な使用条件や、厳しい純度基準が要求される半導体、航空宇宙、高級冶金産業などに適しています。

従来の窒化ホウ素セラミックスに比べ、高純度グレードは電気的、熱的、化学的安定性に優れ、不純物による故障のリスクを大幅に低減し、重要部品の寿命を延ばし、過酷な環境でも安定した動作を維持します。

高純度窒化ホウ素セラミックスは、超高純度h-BN粉末を用い、ホットプレス法により製造される。焼結された高純度BNは適度な硬度を持ち、旋削、フライス、ドリルなどの精密加工が可能です。

熱分解窒化ホウ素（PBN）セラミックスは、化学気相成長（CVD）プロセスを用いて製造される高純度（99.99%以上）の六方晶窒化ホウ素材料です。このユニークな蒸着法により、緻密で均一な微細構造、卓越した純度、優れた異方性を持つ、バインダーフリー、不純物フリーの材料が得られます。

ホットプレス窒化ホウ素（HPBN）と比較して、PBNは高純度、優れた気密性、緻密で滑らかな表面を提供します。また、成膜工程で希望の形状に直接成形できるため、超高真空、高純度材料加工、汚染に敏感な半導体製造環境に特に適しています。

熱分解窒化ホウ素セラミックスは、化学気相成長法（CVD法）を用いて製造されます：

1. 蒸着材料：三塩化ホウ素(BCl₃)およびアンモニア(NH₃)
2. プロセス条件反応は1800～2000℃の高温黒鉛鋳型内で起こる。BNは金型内壁に分子状に析出し、徐々に緻密な構造を形成する。
3. 直接成形：CVDプロセスでは、金型の形状に合わせて直接成膜・成形できるため、焼結やバインダーが不要で、二次汚染を防ぐことができる。
4. 後処理：ほとんどのPBN部品はすぐに使用できます。調整が必要な場合は、精密機械加工や表面処理を行うことができます。

複合窒化ホウ素セラミックスは、他のセラミックまたは金属化合物（酸化アルミニウム（Al₂O₃）、窒化アルミニウム（AlN）、炭化ケイ素（SiC）、酸化ジルコニウム（ZrO₂）、酸化ホウ素ガラスなど）で強化または改質された窒化ホウ素（BN）マトリックスに基づくエンジニアリングセラミック材料のクラスです。その設計目標は、BNの優れた高温絶縁性、自己潤滑性、化学的不活性を維持しながら、機械的強度、耐酸化性、耐摩耗性、熱伝導性を大幅に向上させることである。

純粋なBNセラミックスと比較して、複合窒化ホウ素は優れた高温強度、密度、環境適応性を示し、冶金、半導体、真空コーティング、航空宇宙などの厳しい使用条件を満たしています。

原料の準備：高純度BN粉末と強化相粉末（Al₂O₃、AlN、SiC、ZrO₂など）を選択し、配合比に従って均一に混合する。

成形プロセス：ドライプレス、アイソスタティックプレス、スリップキャスティングが一般的に使用され、製品の複雑さによって異なる方法が選択される。

焼結方法：熱間プレス（HP）、熱間静水圧プレス（HIP）、反応焼結；温度は通常、窒素または不活性ガス雰囲気中で1700～2000℃の範囲。

後加工：最終形状への機械加工。耐酸化性と耐摩耗性をさらに高めるため、必要に応じて表面コーティング（SiC、Al₂O₃など）を施すことがある。