窒化ホウ素(BN)セラミックス

窒化ホウ素の結晶は六方晶系に属し、その構造は黒鉛に似ており、性能にも多くの類似点があるため、「白色黒鉛」とも呼ばれる。

良好な耐熱性、熱安定性、熱伝導性、高温絶縁強度を有し、理想的な放熱材料および高温絶縁材料である。窒化ホウ素は化学的安定性に優れ、溶融金属の侵食にほとんど抵抗できます。また、自己潤滑性にも優れています。窒化ホウ素製品は硬度が低く、1/100mmの精度で加工できます。

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BNセラミックスの組成

BNは窒素原子とホウ素原子からなる結晶である。化学組成はホウ素43.6%、窒素56.4%で、六方晶窒化ホウ素（HBN）、菱面体晶窒化ホウ素（RBN）、立方晶窒化ホウ素（CBN）、ウルツ鉱窒素ホウ素（WBN）の4種類がある。

BNセラミックスのグレード

  • 熱分解窒化ホウ素(PBN):純度99.99%以上
  • 六方晶窒化ホウ素(HBN)：BN(＞99%)+酸化ホウ素(B2O3)
  • 複合窒化ホウ素セラミックス

機械的特性

プロパティ 単位 HBN PBN コンポジットBN
主な原材料 % BN>99% BN>99.99% 多くの種類
粘着剤 -- B2O3 いいえ 複数のタイプ
カラー -- ホワイト ホワイト グレー
密度 g/cm³ 2.0 2.0~2.2 2.3~2.9
硬度（ヌープ） MPa 39 692 ＞100
圧縮強度 MPa 100 173 280
曲げ強度 MPa 30 150 ＞100

熱特性

プロパティ 単位 HBN PBN コンポジットBN
最高使用温度 酸化性雰囲気中 850 1000 1000
最高使用温度 不活性雰囲気中 2200 3000 2000
最高使用温度 真空環境下 1800 2300 --
熱伝導率 @ 25°C W/(M・K) ＞30 60 35
25-1000℃における熱膨張  10-6/℃ ＞1.8 -- 2
比熱 J/g 0.81 0.90 --

電気的特性

プロパティ 単位 HBN PBN コンポジットBN
誘電率 1MHz 4.0 3.0 --
絶縁耐力 kV/mm 79 56 9.0
体積抵抗率 @ 25°C Ω・cm ＞1013 ＞1014 ＞1013

*数値は代表的な物性値であり、製品構成や製造工程によって異なる場合があります。詳細は下記までお問い合わせください。 お問い合わせ.

窒化ホウ素セラミックスは何に使えるのか？

  • 金属連続鋳造用破断リング
  • 熱処理治具
  • 高温用潤滑油
  • 発売元
  • 溶融金属とガラスの鋳物
  • 移送または霧化用ノズル
  • レーザーノズル
  • イオンスラスター放電路
  • 核の盾
  • 誘導加熱コイルブラケット
  • ガスケット
  • 高温高圧電気絶縁体
  • 抵抗率を必要とする炉のサポート
  • 高純度溶湯用るつぼおよび容器

六方晶BNセラミックスの利点：

  • 高い耐熱性3000℃で昇華し、1800℃では室温の2倍の強度を持つ。1500℃から室温まで何十回冷やしても壊れない。2800℃の不活性ガス中でも軟化しない。
  • 高い導電性:ホットプレス品は33W/MKで純鉄と同じ。530℃以上になると熱伝導率が最大となる。
  • 低熱膨張係数:熱膨張係数は2×10-6石英ガラスに次いで高く、セラミックの中では最も低い。熱伝導率が高いため、耐熱衝撃性が高い。
  • 優れた電気特性優れた高温絶縁性、最大1014Ω・cm、25℃、103Ω・cmである。つまり、最高の高温度である。セラミックスの絶縁材料。絶縁破壊電圧が3KV/MVの場合、低誘電損失は10Ωmです。8HZでは2.5×10に達する。-4誘電率は4で、マイクロ波や赤外線を透過する。
  • 極めて強い耐食性:一般金属（鉄、銅、アルミニウム、鉛など）、希土類金属、貴金属、半導体材料（ゲルマニウム、シリコン、ヒ化カリウム）、ガラス、溶融塩（水晶）、フッ化物、スラグ）、無機酸、アルカリとは反応しない。
  • 低摩擦係数:Uは0.16で高温でも増加しない。二硫化モリブデンや黒鉛より耐熱性が高い。酸化雰囲気は900℃、真空下では2000℃で使用可能。
  • 高純度・高ホウ素含有不純物含有量が10ppm以下、ホウ素含有量が43.6%以上。
  • 加工性:モース硬度は2であり、通常の機械加工で高精度の部品に加工できる。

窒化ホウ素セラミックサービス

グレートセラミックは、テクニカルセラミック製造のエキスパートです。2013年以来、数百の企業に3000種類以上の精密セラミック製品を提供し、参加しています。

セラミック加工、セラミック原料、セラミック金型成形、表面メタライゼーションなどのサービスを提供することができ、お客様の品質要件を満たす、または上回る製品とサービスのみを提供することをお約束します。

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機械加工

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材料

窒化ホウ素製品展示

窒化ホウ素セラミック絶縁リングのカスタム加工
窒化ホウ素セラミック部品のカスタム加工
窒化ホウ素セラミック絶縁ブッシング
熱分解窒化ホウ素（PBN）セラミックるつぼ

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熱分解窒化ホウ素（PBN）は六方晶系に属し、純度99.999%、耐酸性、耐アルカリ性、耐酸化性、良好な熱伝導性、コンパクト性、加工性を有する。高温・高真空条件下でのアンモニアとハロゲン化ホウ素の化学気相成長（CVD）により形成される。PBNプレート、または直接るつぼ、ボート、コーティング、その他のPBN最終製品の調製に使用できます。

熱分解窒化ホウ素は、通常のホットプレス窒化ホウ素（HBN）とは異なる。従来のホットプレス焼結工程を経る必要がなく、焼結剤も添加しません。そのため、得られる製品には次のような顕著な特徴があります：

  1. 無毒無味；
  2.  99.999%以上の高純度；
  3. 常温では酸、アルカリ、塩、有機試薬と反応しない。溶融塩や灰汁にはわずかに腐食されるが、高温での各種酸の腐食には耐える；
  4. ほとんどの溶融金属、半導体およびそれらの化合物とは反応しない；
  5. 1000℃以下、良好な酸化防止性能；
  6. 耐熱衝撃性に優れ、2000℃の水中に落としてもクラックは発生しなかった；
  7. 使用温度が高く、昇華点がなく、3000℃以上でBとNに直接分解できる；
  8. 高抵抗で電気絶縁性が高い；
  9. 表面は平滑で気孔がなく、ほとんどの半導体メルトで濡れない。

CVDプロセスの性質上、熱分解窒化ホウ素の部品は通常、3mm以下の肉厚を必要とする。しかし、CVDプロセスによって熱分解窒化ホウ素はほぼ完全な層状構造になり、熱伝導率が異方的になるため、結晶成長るつぼを作るには理想的な材料となる。

熱分解窒化ホウ素セラミック製品

アプリケーション

1.有機EL蒸着装置；

2.半導体単結晶成長（VGF、LEC）るつぼ；

3.分子線エピタキシー（MBE）蒸着用ルツボ；

4.MOCVDヒーター；

5.多結晶合成ボート；

6.PBN赤外線ウィンドウ；

7.衛星通信用マイクロ波管

8.PBNコーティングされたキャリアプレート；

9.高温・高真空装置用絶縁基板。

窒化ホウ素セラミック材料は優れた機械加工特性を持ち、必要に応じて非常に小さな公差で複雑な形状に加工することができる。
窒化ホウ素セラミック材料の加工では、以下の事項に注意する必要がある：
1.すべての窒化ホウ素セラミック材料は、標準的な高速度鋼切削工具で加工できる。より硬い材料との複合材料の加工には、超硬工具またはダイヤモンド工具を推奨する。
2.必要に応じて研削加工を行うことができ、標準的なタップとダイスを使用してねじ山を加工することができる。
3.加工工程では、切削油やクーラントを使用せず、常に乾燥した状態を保つこと。
4.切削工具は鋭利で清潔なものを使用すること。負の傾きを持つ切削工具は使用しないこと。
5.材料を加工する際は、過度の圧力がかからないよう、ジャムやクランプに注意すること。エッジやコーナーの欠落を防ぐため、ダウンミリング技術を使用すること。

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