Azotek boru (BN)
Azotek boru (BN) to niezwykły zaawansowany materiał ceramiczny, którego unikalne właściwości wyróżniają go w wielu wymagających zastosowaniach. Posiada on podobną do grafitu heksagonalną strukturę krystaliczną, dlatego też znany jest również pod nazwą heksagonalnego azotku boru (hBN). Ta unikalna struktura azotku boru nadaje mu niesamowity zestaw właściwości, czyniąc go idealnym wyborem do zastosowań wysokotemperaturowych, wysokociśnieniowych, izolacyjnych i smarnych.
Nasza ceramika z azotku boru jest skrupulatnie wytwarzana przy użyciu precyzyjnych procesów, aby zapewnić wyjątkową kompleksową wydajność. Od proszku azotku boru po końcowe produkty z azotku boru, naszym celem jest dostarczanie wysokiej jakości rozwiązań, które spełniają specyficzne potrzeby naszych klientów. azotek boru jest najbardziej powszechną i szeroko stosowaną formą, o wzorze chemicznym BN (wzór azotku boru).
Przejdź do
Kluczowe zalety azotku boru
Wybierając materiał z azotku boru, zyskujesz szereg niezrównanych korzyści:
Aplikacje branżowe
Ceramika z azotku boru (BN), ze względu na swoją stabilność w wysokich temperaturach, obojętność chemiczną, izolację elektryczną i doskonałą przewodność cieplną między warstwami, jest szeroko stosowana w elektronice i półprzewodnikach (stosowana jako materiały interfejsu termicznego, przewodzące termicznie podłoża izolacyjne oraz tygle i wsporniki PBN do przetwarzania płytek / cienkich warstw), metalurgia i przetwarzanie materiałów (stosowane jako tygle, komory topienia, urządzenia do transportu ciekłego metalu i wykładziny odporne na korozję), urządzenia wysokotemperaturowe i próżniowe (stosowane jako osłony termiczne, okna na podczerwień i elementy szoku termicznego) oraz mechaniczne smarowanie i uszczelnianie (wykorzystujące stałe smarowanie i niskie właściwości tarcia h-BN). Utrzymując izolację elektryczną przy jednoczesnej poprawie przewodności cieplnej, odgrywają one ważną rolę w takich branżach jak lotnictwo, produkcja półprzewodników, urządzenia optoelektroniczne, precyzyjna obróbka ceramiki i wysokotemperaturowa inżynieria chemiczna.
Dostępne gatunki azotku boru
Great Ceramic oferuje wiele gatunków i formatów produktów BN, aby sprostać wymaganiom aplikacji:
Sześciokątny azotek boru (standard)
Ceramika z azotku boru (standard) to zaawansowany materiał ceramiczny o doskonałej stabilności w wysokich temperaturach, wysokiej przewodności cieplnej i właściwościach samosmarujących. Czystość BN na poziomie ≥99% plasuje go wśród głównych gatunków azotku boru i oferuje wysoki stosunek ceny do wydajności. Zachowując doskonałą izolację elektryczną, wykazuje dobrą obojętność chemiczną i odporność na szok termiczny, dzięki czemu nadaje się do ekstremalnych warunków pracy, takich jak wysoka temperatura, wysoka próżnia i odporność na korozję.
W porównaniu z innymi ceramikami inżynieryjnymi (takimi jak tlenek glinu i tlenek cyrkonu), azotek boru łączy niski współczynnik tarcia z doskonałą przetwarzalnością, umożliwiając długotrwałą stabilną pracę w środowiskach o wysokiej temperaturze i umożliwiając precyzyjną obróbkę. Nadaje się do produkcji krytycznych komponentów wymagających izolacji i smarowania w wysokiej temperaturze.
Kluczowe cechy
Typowe zastosowania
Produkcja i przetwarzanie
Konwencjonalna ceramika z azotku boru jest wytwarzana w drodze syntezy chemicznej z wykorzystaniem trójtlenku boru (B₂O₃) i amoniaku (NH₃) lub mocznika jako podstawowych surowców. Proszek azotku boru otrzymuje się w drodze syntezy chemicznej. W zależności od zastosowania można stosować metody formowania, takie jak prasowanie na sucho, prasowanie izostatyczne i wytłaczanie.
Spiekanie jest zwykle wykonywane przy użyciu prasowania na gorąco (1900-2100°C, azot lub atmosfera obojętna). Niewielka ilość tlenku jest czasami dodawana jako środek wspomagający spiekanie w celu zwiększenia gęstości.
Gotowy produkt może być bezpośrednio poddawany procesom wykańczającym, takim jak toczenie, frezowanie i wiercenie. Powierzchnia może być również pokryta ceramiką, taką jak SiC i AlN, w celu zwiększenia wytrzymałości mechanicznej i odporności na utlenianie.
Ceramika z azotku boru (wysoka czystość)
Ceramika z azotku boru (BN) o wysokiej czystości to zaawansowane materiały ceramiczne o bardzo wysokiej czystości (zawartość BN ≥ 99,5%), charakteryzujące się wyjątkową stabilnością termiczną, izolacją elektryczną, samosmarownością i obojętnością chemiczną. Dzięki ścisłej kontroli poziomów zanieczyszczeń, przewodność cieplna materiału i niezawodność izolacji są znacznie zwiększone. Są one szczególnie przydatne w ekstremalnych warunkach pracy, takich jak wysoka temperatura, wysoka próżnia i silna korozja, a także w przemyśle półprzewodnikowym, lotniczym i metalurgicznym, które wymagają rygorystycznych standardów czystości.
W porównaniu z konwencjonalną ceramiką z azotku boru, gatunki o wysokiej czystości oferują doskonałą stabilność elektryczną, termiczną i chemiczną, znacznie zmniejszając ryzyko awarii spowodowanej zanieczyszczeniem, wydłużając żywotność krytycznych komponentów i utrzymując stabilną pracę w ekstremalnych warunkach.
Kluczowe cechy
Typowe zastosowania
Produkcja i przetwarzanie
Ceramika z azotku boru o wysokiej czystości jest wytwarzana z proszku h-BN o bardzo wysokiej czystości w procesie prasowania na gorąco. Spiekany BN o wysokiej czystości ma umiarkowaną twardość i może być precyzyjnie obrabiany poprzez toczenie, frezowanie, wiercenie i inne procesy.
Pirolityczna ceramika z azotku boru (PBN)
Ceramika z pirolitycznego azotku boru (PBN) to heksagonalne materiały z azotku boru o wysokiej czystości (≥99,99%) wytwarzane w procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD). Ta unikalna metoda osadzania skutkuje materiałem wolnym od spoiwa i zanieczyszczeń, o gęstej, jednolitej mikrostrukturze, wyjątkowej czystości i doskonałych właściwościach anizotropowych.
W porównaniu do prasowanego na gorąco azotku boru (HPBN), PBN oferuje wyższą czystość, doskonałą szczelność i gęstą, gładką powierzchnię. Może być formowany bezpośrednio w pożądane kształty podczas procesu osadzania, dzięki czemu jest szczególnie odpowiedni do ultra-wysokiej próżni, przetwarzania materiałów o wysokiej czystości i wrażliwych na zanieczyszczenia środowisk produkcji półprzewodników.
Kluczowe cechy
Typowe zastosowania
Produkcja i przetwarzanie
Ceramika z pirolitycznego azotku boru jest wytwarzana w procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD):
- Materiały do osadzania: Trójchlorek boru (BCl₃) i amoniak (NH₃)
- Warunki procesu: Reakcja zachodzi w wysokotemperaturowej formie grafitowej w temperaturze 1800-2000°C. BN osadza się molekularnie na wewnętrznej ścianie formy, stopniowo tworząc gęstą strukturę.
- Bezpośrednie formowanie: Proces CVD pozwala na bezpośrednie osadzanie i formowanie zgodnie z kształtem formy, eliminując potrzebę spiekania i spoiw, zapobiegając w ten sposób wtórnemu zanieczyszczeniu.
- Przetwarzanie końcowe: Większość części PBN jest gotowa do natychmiastowego użycia. Jeśli wymagane są poprawki, można wykonać precyzyjną obróbkę skrawaniem lub obróbkę powierzchni.
Kompozytowa ceramika z azotku boru
Złożona ceramika z azotku boru to klasa inżynieryjnych materiałów ceramicznych opartych na matrycy z azotku boru (BN) wzmocnionej lub zmodyfikowanej innymi związkami ceramicznymi lub metalowymi (takimi jak tlenek glinu (Al₂O₃), azotek glinu (AlN), węglik krzemu (SiC), tlenek cyrkonu (ZrO₂) i szkło z tlenku boru). Ich celem projektowym jest znaczne zwiększenie wytrzymałości mechanicznej, odporności na utlenianie, odporności na zużycie i przewodności cieplnej przy jednoczesnym zachowaniu doskonałej izolacji wysokotemperaturowej BN, samosmarowności i obojętności chemicznej.
W porównaniu z czystą ceramiką BN, kompozytowy azotek boru wykazuje doskonałą wytrzymałość w wysokich temperaturach, gęstość i zdolność adaptacji do środowiska, spełniając wymagające warunki pracy w metalurgii, półprzewodnikach, powłokach próżniowych i przemyśle lotniczym.
Kluczowe cechy
Typowe zastosowania
Produkcja i przetwarzanie
Przygotowanie surowca: Wybrać proszek BN o wysokiej czystości i proszek fazy wzmacniającej (taki jak Al₂O₃, AlN, SiC, ZrO₂) i wymieszać je równomiernie zgodnie z proporcjami wzoru.
Proces formowania: Powszechnie stosuje się prasowanie na sucho, prasowanie izostatyczne lub odlewanie ślizgowe, przy czym różne metody są wybierane w zależności od złożoności produktu.
Metody spiekania: prasowanie na gorąco (HP), prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP) lub spiekanie reakcyjne; temperatury zazwyczaj wahają się od 1700-2000°C w atmosferze azotu lub gazu obojętnego.
Obróbka końcowa: Obróbka do ostatecznego kształtu. Powłoki powierzchniowe (np. SiC, Al₂O₃) mogą być nakładane w razie potrzeby w celu dalszego zwiększenia odporności na utlenianie i zużycie.
Kluczowe właściwości azotku boru
Great Ceramic oferuje klientom różnorodne materiały z azotku boru. Poniższe wartości są typowymi właściwościami materiału i mogą się różnić w zależności od konfiguracji produktu i procesu produkcyjnego. Aby uzyskać więcej informacji, prosimy o kontakt skontaktuj się z nami.
| Parametr | GCBN-HBN1 | GCBN-HBN2 | GCBN-PBN | GCBN-B | GCBN-C | GCBN-D | GCBN-E | GCBN-S2 | GCBN-S3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Główny skład | BN ≥ 99%(Standard) | BN ≥ 99,5% (wysoka czystość) | BN ≥ 99,99% | BN + Zr + Al | BN + SiC | BN + ZrO₂ | BN + AlN | BN + Si₃N₄ | BN + Si₃N₄ |
| Gęstość (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 |
| Zawartość tlenu (%) | 0.46 | <0.3 | <0.1 | — | — | — | — | — | — |
| Porowatość (%) | 2.6 | <2.0 | Gęsty | — | — | — | — | — | — |
| Twardość Leeba HL | ≥330 | ≥330 | — | — | — | — | — | — | — |
| Wytrzymałość na zginanie w 3 punktach (MPa) | 38 | 40-50 | 80 | 65 | 85 | 115 | 120 | 220 | 320 |
| Wytrzymałość na ściskanie (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 |
| Przewodność cieplna (W/m-K) | 30-50 | 50 | 82.3 (200℃) / 55.3 (900℃) | 30 | 30 | 20 | 80 | 40 | 40 |
| Maksymalna temperatura pracy (℃) | Powietrze 900 / Vac 2100 / Inert 2300 | Powietrze 900 / Vac 2100 / Inert 2300 | 2000+ | Powietrze 1000 / Vac 1800 / Inert 1800 | Powietrze 1000 / Vac 1800 / Inert 1800 | Powietrze 1000 / Vac 1800 / Inert 1800 | Powietrze 1000 / Vac 1800 / Inert 1800 | Powietrze 1000 / Vac 1800 / Inert 1800 | Powietrze 1000 / Vac 1800 / Inert 1800 |
| Rezystywność w temperaturze pokojowej (Ω-cm) | >10¹⁴ | >10¹⁴ | 10¹⁵ | >10¹³ | >10¹² | >10¹² | >10¹³ | >10¹³ | >10¹³ |
| Typowe zastosowania | Metalurgia proszków, tygle do odparowywania metali, izolatory | Sprzęt półprzewodnikowy, wysokotemperaturowe części izolacyjne | Powłoka próżniowa, grzejniki półprzewodnikowe, elementy izolacyjne | Metalurgia proszków, podpory wysokotemperaturowe | Metalurgia proszków | Formy do odlewania metali | Metalurgia proszków | Metalurgia proszków | Metalurgia proszków |
Przypadki zastosowań azotku boru
Produkty ceramiczne z azotku boru firmy Great Ceramic, w szczególności w postaci heksagonalnego azotku boru (h-BN) i pirolitycznego azotku boru (PBN), oferują wyjątkową przewodność cieplną, doskonałą izolację elektryczną, obojętność chemiczną, niską twardość ułatwiającą obróbkę i doskonałą stabilność w wysokich temperaturach. Właściwości te sprawiają, że nasze części BN nadają się do stosowania w wielu gałęziach przemysłu. Typowe zastosowania naszych produktów z azotku boru obejmują:
Środki ostrożności dotyczące stosowania ceramiki z azotku boru
Podczas korzystania z ceramiki z azotku boru, przestrzeganie tych środków ostrożności może pomóc zmaksymalizować wydajność, stabilność i żywotność produktów z azotku boru w wymagających zastosowaniach przemysłowych.
Obróbka azotku boru
Jedną z wyjątkowych zalet azotku boru jest jego stosunkowo niska twardość (~2 w skali Mohsa dla h-BN), która sprawia, że jest on bardziej podatny na obróbkę niż wiele innych materiałów ceramicznych. Standardowe narzędzia z węglików spiekanych lub stali szybkotnącej mogą być stosowane do h-BN, podczas gdy twardsze kompozyty BN mogą wymagać szlifowania diamentowego, obróbki CNC, cięcia laserowego lub obróbki ultradźwiękowej w celu zapewnienia dokładności i wykończenia powierzchni.
Dzięki pełnej gamie zaawansowanych urządzeń do obróbki skrawaniem i rozległej wiedzy technicznej, Great Ceramic zapewnia kompleksowe rozwiązania - od wyboru materiału i optymalizacji projektu po precyzyjną obróbkę i montaż - zapewniając wysokiej jakości, wysokowydajne produkty ceramiczne z azotku boru, które spełniają najbardziej wymagające wymagania aplikacji.
Frezowanie, toczenie i szlifowanie CNC z zachowaniem tolerancji na poziomie mikronów.
Polerowanie powierzchni w celu uzyskania gładkich wykończeń i powierzchni o jakości optycznej.
