질화붕소(BN)
질화붕소(BN)는 독특한 특성으로 인해 수많은 까다로운 응용 분야에서 두각을 나타내는 놀라운 첨단 세라믹 소재입니다. 흑연과 유사한 육각형 결정 구조를 공유하므로 육각형 질화붕소(hBN)라고도 합니다. 이 독특한 질화붕소 구조는 고온, 고압, 절연 및 윤활 응용 분야에 이상적인 선택이 될 수 있는 놀라운 특성을 제공합니다.
헨켈의 질화붕소 세라믹은 정밀 공정을 통해 세심하게 제작되어 탁월한 종합 성능을 제공합니다. 질화붕소 분말부터 최종 질화붕소 제품에 이르기까지 고객의 특정 요구를 충족하는 고품질 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 질화붕소는 가장 일반적이고 널리 사용되는 형태이며 화학식 BN(질화붕소 공식)을 사용합니다.
질화 붕소의 주요 이점
질화붕소 소재를 선택하면 비교할 수 없는 여러 가지 이점을 얻을 수 있습니다:
산업 애플리케이션
고온 안정성, 화학적 불활성, 전기 절연성, 우수한 층간 열전도율로 인해 질화붕소(BN) 세라믹은 전자 및 반도체 분야에서 널리 사용됩니다(열 인터페이스 재료, 열 전도성 절연 기판, 웨이퍼/박막 가공용 PBN 도가니 및 지지대 등으로 사용), 야금 및 재료 가공(도가니, 용융 챔버, 액체 금속 이송 장치, 부식 방지 라이닝으로 사용), 고온 및 진공 장비(열 차폐, 적외선 창, 열 충격 부품으로 사용), 기계 윤활 및 밀봉(h-BN의 고체 윤활 및 저마찰 특성 활용) 분야. 열전도율을 향상시키면서 전기 절연성을 유지하여 항공우주, 반도체 제조, 광전자 장치, 정밀 세라믹 가공, 고온 화학 공학 등의 산업에서 중요한 역할을 합니다.
사용 가능한 질화붕소 소재 등급
Great Ceramic은 애플리케이션 요구 사항에 맞는 다양한 BN 제품 등급과 형식을 제공합니다:
육방정 질화 붕소(표준)
질화붕소 세라믹(표준)은 우수한 고온 안정성, 높은 열전도율, 자체 윤활 특성을 갖춘 고급 세라믹 소재입니다. 순도가 ≥99%인 이 제품은 질화붕소 제품군에서 주류 성능 등급에 속하며 높은 가성비를 제공합니다. 우수한 전기 절연성을 유지하면서 화학적 불활성 및 열충격 저항성이 우수하여 고온, 고진공, 내식성과 같은 극한의 작동 조건에 적합합니다.
질화붕소는 다른 엔지니어링 세라믹(알루미나 및 지르코니아 등)에 비해 마찰 계수가 낮고 가공성이 우수하여 고온 환경에서도 장기간 안정적으로 작동하고 정밀 가공이 가능합니다. 고온 단열 및 윤활이 필요한 핵심 부품 제조에 적합합니다.
주요 기능
일반적인 애플리케이션
생산 및 처리
기존의 질화붕소 세라믹은 삼산화붕소(B₂O₃)와 암모니아(NH₃) 또는 요소를 주원료로 사용하는 화학 합성을 통해 생산됩니다. 질화붕소 분말은 화학 합성을 통해 얻습니다. 용도에 따라 건식 프레스, 등방성 프레스, 압출 등의 성형 방법을 사용할 수 있습니다.
소결은 일반적으로 열간 프레스(1900~2100°C, 질소 또는 불활성 분위기)를 사용하여 수행됩니다. 밀도를 높이기 위해 소량의 산화물을 소결 보조제로 첨가하기도 합니다.
완성된 제품은 선삭, 밀링, 드릴링과 같은 마감 공정을 직접 거칠 수 있습니다. 또한 표면을 SiC 및 AlN과 같은 세라믹으로 코팅하여 기계적 강도와 내산화성을 향상시킬 수 있습니다.
질화 붕소 세라믹(고순도)
고순도 질화붕소(BN) 세라믹은 열 안정성, 전기 절연성, 자체 윤활성, 화학적 불활성이 뛰어난 초고순도(BN 함량 ≥ 99.5%) 첨단 세라믹 소재입니다. 불순물 수준을 엄격하게 제어함으로써 소재의 열전도율과 절연 신뢰성이 크게 향상되었습니다. 특히 고온, 고진공, 심한 부식 등 극한의 작동 조건과 엄격한 순도 기준을 요구하는 반도체, 항공우주 및 고급 야금 산업에 적합합니다.
고순도 질화붕소 세라믹은 기존 질화붕소 세라믹에 비해 전기적, 열적, 화학적 안정성이 뛰어나 불순물로 인한 고장 위험을 크게 줄이고 핵심 부품의 수명을 연장하며 극한 환경에서도 안정적인 작동을 유지합니다.
주요 기능
일반적인 애플리케이션
생산 및 처리
고순도 질화붕소 세라믹은 열간 압착 공정을 통해 초고순도 h-BN 분말을 사용하여 생산됩니다. 소결된 고순도 BN은 적당한 경도를 가지며 선삭, 밀링, 드릴링 및 기타 공정을 통해 정밀 가공할 수 있습니다.
열분해 질화 붕소 세라믹(PBN)
열분해 질화 붕소(PBN) 세라믹은 화학 기상 증착(CVD) 공정을 사용하여 생산되는 고순도(≥99.99%) 육각 질화 붕소 소재입니다. 이 독특한 증착 방법을 통해 조밀하고 균일한 미세 구조, 탁월한 순도, 우수한 이방성 특성을 갖춘 바인더가 없고 불순물이 없는 소재가 만들어집니다.
열압착 질화붕소(HPBN)에 비해 PBN은 순도가 높고 기밀성이 뛰어나며 표면이 조밀하고 매끈합니다. 증착 공정 중에 원하는 모양으로 직접 형성할 수 있어 초고진공, 고순도 재료 처리 및 오염에 민감한 반도체 제조 환경에 특히 적합합니다.
주요 기능
일반적인 애플리케이션
생산 및 처리
열분해 질화 붕소 세라믹은 화학 기상 증착(CVD) 공정을 사용하여 생산됩니다:
- 증착 재료: 삼염화 붕소(BCl₃) 및 암모니아(NH₃)
- 공정 조건: 반응은 1800-2000°C의 고온 흑연 몰드 내에서 이루어집니다. BN은 금형 내벽에 분자 단위로 증착되어 서서히 조밀한 구조를 형성합니다.
- 직접 성형: CVD 공정을 사용하면 금형 모양에 따라 직접 증착 및 성형이 가능하므로 소결 및 바인더가 필요하지 않아 2차 오염을 방지할 수 있습니다.
- 후처리: 대부분의 PBN 부품은 즉시 사용할 수 있습니다. 조정이 필요한 경우 정밀 가공 또는 표면 처리를 수행할 수 있습니다.
복합 질화 붕소 세라믹
화합물 질화 붕소 세라믹은 다른 세라믹 또는 금속 화합물(예: 산화 알루미늄(Al₂O₃), 질화 알루미늄(AlN), 탄화 규소(SiC), 산화 지르코늄(ZrO₂), 산화 붕소 유리)로 강화 또는 변형된 질화 붕소(BN) 매트릭스에 기반한 엔지니어링 세라믹 재료의 한 종류입니다. 이들의 설계 목표는 BN의 우수한 고온 절연성, 자체 윤활성 및 화학적 불활성을 유지하면서 기계적 강도, 내산화성, 내마모성 및 열 전도성을 크게 향상시키는 것입니다.
복합 질화붕소 세라믹은 순수 BN 세라믹에 비해 고온 강도, 밀도 및 환경 적응성이 우수하여 야금, 반도체, 진공 코팅 및 항공 우주 분야의 까다로운 작동 조건을 충족합니다.
주요 기능
일반적인 애플리케이션
생산 및 처리
원료 준비: 고순도 BN 분말과 강화상 분말(예: Al₂O₃, AlN, SiC, ZrO₂)을 선택하고 공식 비율에 따라 균일하게 혼합합니다.
성형 공정: 건식 프레스, 등방성 프레스 또는 슬립 캐스팅이 일반적으로 사용되며, 제품의 복잡성에 따라 다른 방법이 선택됩니다.
소결 방법: 열간 프레스(HP), 열간 등방성 프레스(HIP) 또는 반응 소결, 일반적으로 질소 또는 불활성 가스 분위기에서 1700~2000°C의 온도 범위에서 소결합니다.
후처리: 최종 모양으로 가공. 산화 및 내마모성을 더욱 향상시키기 위해 필요에 따라 표면 코팅(예: SiC, Al₂O₃)을 적용할 수 있습니다.
질화 붕소의 주요 특성
그레이트 세라믹은 고객이 선택할 수 있는 다양한 질화붕소 소재를 제공합니다. 다음 값은 일반적인 재료 특성이며 제품 구성 및 제조 공정에 따라 달라질 수 있습니다. 자세한 내용은 다음 연락처로 문의하시기 바랍니다. 문의하기.
| 매개변수 | GCBN-HBN1 | GCBN-HBN2 | GCBN-PBN | GCBN-B | GCBN-C | GCBN-D | GCBN-E | GCBN-S2 | GCBN-S3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 주요 구성 | BN ≥ 99%(표준) | BN ≥ 99.5%(고순도) | BN ≥ 99.991T3PT | BN + Zr+Al | BN + SiC | BN + ZrO₂ | BN + AlN | BN + Si₃N₄ | BN + Si₃N₄ |
| 밀도(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 |
| 산소 함량(%) | 0.46 | <0.3 | <0.1 | - | - | - | - | - | - |
| 다공성(%) | 2.6 | <2.0 | 밀도 | - | - | - | - | - | - |
| 리브 경도 HL | ≥330 | ≥330 | - | - | - | - | - | - | - |
| 3점 굽힘 강도(MPa) | 38 | 40-50 | 80 | 65 | 85 | 115 | 120 | 220 | 320 |
| 압축 강도(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 |
| 열 전도성(W/m-K) | 30-50 | 50 | 82.3 (200℃) / 55.3 (900℃) | 30 | 30 | 20 | 80 | 40 | 40 |
| 최대 작동 온도(℃) | 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 |
| 실내 온도 저항(Ω-cm) | >10¹⁴ | >10¹⁴ | 10¹⁵ | >10¹³ | >10¹² | >10¹² | >10¹³ | >10¹³ | >10¹³ |
| 일반적인 애플리케이션 | 분말 야금, 금속 증발 도가니, 절연체 | 반도체 장비, 고온 절연 부품 | 진공 코팅, 반도체 히터, 절연 부품 | 분말 야금, 고온 지지대 | 분말 야금 | 금속 주조 금형 | 분말 야금 | 분말 야금 | 분말 야금 |
질화 붕소 제품 적용 사례
특히 육방정 질화 붕소(h-BN) 및 열분해 질화 붕소(PBN) 형태의 Great Ceramic의 질화 붕소 세라믹 제품은 뛰어난 열 전도성, 우수한 전기 절연성, 화학적 불활성, 낮은 경도로 가공이 용이하고 고온 안정성이 뛰어납니다. 이러한 특성 덕분에 BN 부품은 다양한 산업 분야에서 사용하기에 적합합니다. 질화붕소 제품의 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다:
질화붕소 세라믹 사용 시 주의사항
질화붕소 세라믹을 사용할 때 이러한 주의 사항을 준수하면 까다로운 산업 분야에서 질화붕소 제품의 성능, 안정성 및 수명을 극대화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
질화 붕소 가공
질화붕소의 독특한 장점 중 하나는 상대적으로 낮은 경도(h-BN의 경우 Mohs ~2)로 다른 많은 세라믹보다 가공성이 뛰어나다는 점입니다. h-BN에는 표준 카바이드 또는 고속 강철 공구를 사용할 수 있지만, 더 단단한 BN 복합재는 정확도와 표면 마감을 보장하기 위해 다이아몬드 연삭, CNC 가공, 레이저 절단 또는 초음파 가공이 필요할 수 있습니다.
다양한 첨단 가공 장비와 광범위한 기술 전문성을 갖춘 Great Ceramic은 재료 선택 및 설계 최적화부터 정밀 가공 및 조립에 이르기까지 엔드투엔드 솔루션을 제공하여 가장 까다로운 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 고품질, 고성능 질화붕소 세라믹 제품을 보장합니다.
