Нитрид бора (BN)
Нитрид бора (BN) - это замечательный передовой керамический материал, уникальные свойства которого позволяют использовать его во многих ответственных областях. Он имеет схожую гексагональную кристаллическую структуру с графитом, поэтому его также называют гексагональным нитридом бора (hBN). Эта уникальная структура нитрида бора придает ему удивительный набор характеристик, делая его идеальным выбором для применения при высоких температурах, высоком давлении, в изоляции и смазке.
Наша керамика из нитрида бора тщательно обрабатывается с помощью прецизионных процессов, чтобы обеспечить исключительные комплексные характеристики. От порошка нитрида бора до готовых изделий из нитрида бора мы стремимся предоставить высококачественные решения, которые отвечают конкретным потребностям наших клиентов. нитрид бора - наиболее распространенная и широко используемая форма, с химической формулой BN (формула нитрида бора).
Перейти к
Основные преимущества нитрида бора
Выбирая материал из нитрида бора, вы получаете ряд беспрецедентных преимуществ:
Отраслевые применения
Керамика из нитрида бора (BN), благодаря своей высокотемпературной стабильности, химической инертности, электроизоляции и отличной межслойной теплопроводности, широко используется в электронике и полупроводниковой промышленности (в качестве материалов для термоинтерфейса, теплопроводящих изолирующих подложек, тиглей и опор PBN для обработки пластин/тонких пленок), металлургия и обработка материалов (используются в качестве тиглей, плавильных камер, устройств транспортировки жидких металлов и коррозионностойких футеровок), высокотемпературное и вакуумное оборудование (используются в качестве тепловых экранов, инфракрасных окон и компонентов для защиты от теплового удара), механическая смазка и уплотнение (используются твердая смазка и низкие фрикционные свойства h-BN). Сохраняя электроизоляцию и улучшая теплопроводность, они играют важную роль в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, производство полупроводников, оптоэлектронных приборов, прецизионная обработка керамики и высокотемпературное химическое производство.
Доступные марки материала нитрида бора
Компания Great Ceramic предлагает множество сортов и форматов продукции BN в соответствии с потребностями применения:
Гексагональный нитрид бора (стандарт)
Керамический нитрид бора (стандарт) - это передовой керамический материал, обладающий превосходной высокотемпературной стабильностью, высокой теплопроводностью и самосмазывающимися свойствами. С чистотой BN ≥99% он относится к основным эксплуатационным классам в семействе нитрида бора и предлагает высокое соотношение цены и качества. Сохраняя отличную электроизоляцию, он демонстрирует хорошую химическую инертность и устойчивость к тепловым ударам, что делает его пригодным для экстремальных условий эксплуатации, таких как высокая температура, высокий вакуум и устойчивость к коррозии.
По сравнению с другими инженерными керамиками (такими как глинозем и цирконий) нитрид бора сочетает низкий коэффициент трения с отличной технологичностью, что обеспечивает длительную стабильную работу в высокотемпературных средах и позволяет выполнять прецизионную обработку. Он подходит для изготовления критически важных компонентов, требующих высокотемпературной изоляции и смазки.
Основные характеристики
Типовые применения
Производство и обработка
Традиционная керамика на основе нитрида бора производится путем химического синтеза с использованием триоксида бора (B₂O₃) и аммиака (NH₃) или мочевины в качестве основного сырья. Порошок нитрида бора получают путем химического синтеза. В зависимости от области применения могут использоваться такие методы формования, как сухое прессование, изостатическое прессование и экструзия.
Спекание обычно осуществляется методом горячего прессования (1900-2100°C, азот или инертная атмосфера). Иногда в качестве вспомогательного средства для спекания добавляют небольшое количество оксида для увеличения плотности.
Готовое изделие может быть подвергнуто таким видам обработки, как точение, фрезерование и сверление. Поверхность также может быть покрыта керамикой, такой как SiC и AlN, для повышения механической прочности и устойчивости к окислению.
Керамика из нитрида бора (высокой чистоты)
Высокочистая керамика из нитрида бора (BN) - это сверхчистые (содержание BN ≥ 99,5%) современные керамические материалы, обладающие исключительной термостойкостью, электроизоляцией, самосмазываемостью и химической инертностью. Благодаря строгому контролю содержания примесей теплопроводность и надежность изоляции материала значительно повышаются. Они особенно подходят для экстремальных условий эксплуатации, таких как высокая температура, высокий вакуум и сильная коррозия, а также для полупроводниковой, аэрокосмической и высокотехнологичной металлургической промышленности, где предъявляются строгие требования к чистоте.
По сравнению с обычной керамикой из нитрида бора, высокочистые сорта обеспечивают превосходную электрическую, термическую и химическую стабильность, значительно снижая риск выхода из строя под воздействием примесей, продлевая срок службы критически важных компонентов и поддерживая стабильную работу в экстремальных условиях.
Основные характеристики
Типовые применения
Производство и обработка
Высокочистая керамика из нитрида бора производится из порошка h-BN сверхвысокой чистоты методом горячего прессования. Спеченный высокочистый BN обладает умеренной твердостью и может подвергаться прецизионной обработке путем точения, фрезерования, сверления и других процессов.
Пиролитическая керамика на основе нитрида бора (PBN)
Пиролитическая керамика из нитрида бора (PBN) - это высокочистые (≥99,99%) материалы из гексагонального нитрида бора, полученные методом химического осаждения из паровой фазы (CVD). Этот уникальный метод осаждения позволяет получить материал без связующего и примесей, с плотной, однородной микроструктурой, исключительной чистотой и превосходными анизотропными свойствами.
По сравнению с нитридом бора горячего прессования (HPBN), PBN отличается более высокой чистотой, превосходной воздухонепроницаемостью и плотной, гладкой поверхностью. Он может быть сформирован непосредственно в нужные формы в процессе осаждения, что делает его особенно подходящим для сверхвысокого вакуума, обработки материалов высокой чистоты и чувствительных к загрязнениям условий производства полупроводников.
Основные характеристики
Типовые применения
Производство и обработка
Пиролитическая керамика из нитрида бора производится методом химического осаждения из паровой фазы (CVD):
- Материалы для осаждения: Трихлорид бора (BCl₃) и аммиак (NH₃)
- Условия процесса: Реакция происходит в высокотемпературной графитовой пресс-форме при температуре 1800-2000°C. BN молекулярно осаждается на внутренней стенке формы, постепенно образуя плотную структуру.
- Прямое формование: CVD-процесс обеспечивает прямое осаждение и формование в соответствии с формой пресс-формы, исключая необходимость спекания и связующих веществ, что предотвращает вторичное загрязнение.
- Постобработка: Большинство деталей PBN готовы к немедленному использованию. Если требуется доработка, можно выполнить прецизионную механическую обработку или обработку поверхности.
Композитная керамика на основе нитрида бора
Керамика на основе нитрида бора - это класс инженерных керамических материалов на основе матрицы из нитрида бора (BN), усиленной или модифицированной другими керамическими или металлическими соединениями (такими как оксид алюминия (Al₂O₃), нитрид алюминия (AlN), карбид кремния (SiC), оксид циркония (ZrO₂) и борное оксидное стекло). Цель их разработки - значительно повысить механическую прочность, устойчивость к окислению, износостойкость и теплопроводность, сохранив при этом отличную высокотемпературную изоляцию, самосмазываемость и химическую инертность BN.
По сравнению с чистой BN-керамикой, композитный нитрид бора демонстрирует превосходную высокотемпературную прочность, плотность и устойчивость к воздействию окружающей среды, что позволяет соответствовать сложным условиям эксплуатации в металлургии, полупроводниковой промышленности, вакуумной обработке и аэрокосмической отрасли.
Основные характеристики
Типовые применения
Производство и обработка
Подготовка сырья: Выберите порошок BN высокой чистоты и порошок армирующей фазы (такой как Al₂O₃, AlN, SiC, ZrO₂), и равномерно смешайте их в соответствии с формульным соотношением.
Процесс формовки: Обычно используются сухое прессование, изостатическое прессование или литье со шликерной заливкой, причем разные методы выбираются в зависимости от сложности изделия.
Методы спекания: горячее прессование (HP), горячее изостатическое прессование (HIP) или реакционное спекание; температура обычно варьируется в диапазоне 1700-2000°C в атмосфере азота или инертного газа.
Постобработка: Обработка до окончательной формы. Поверхностные покрытия (например, SiC, Al₂O₃) могут наноситься по мере необходимости для дальнейшего повышения стойкости к окислению и износу.
Основные свойства нитрида бора
Компания Great Ceramic предлагает клиентам на выбор различные материалы из нитрида бора. Приведенные ниже значения являются типичными свойствами материала и могут варьироваться в зависимости от конфигурации изделия и производственного процесса. Для получения более подробной информации, пожалуйста, обращайтесь связаться с нами.
Параметр | GCBN-HBN1 | GCBN-HBN2 | GCBN-PBN | GCBN-B | GCBN-C | GCBN-D | GCBN-E | GCBN-S2 | GCBN-S3 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Основной состав | BN ≥ 99% (стандарт) | BN ≥ 99.5% (высокая чистота) | BN ≥ 99,99% | BN + Zr+Al | BN + SiC | BN + ZrO₂ | BN + AlN | BN + Si₃N₄ | BN + Si₃N₄ |
Плотность (г/см³) | 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 |
Содержание кислорода (%) | 0.46 | <0.3 | <0.1 | - | - | - | - | - | - |
Пористость (%) | 2.6 | <2.0 | Плотный | - | - | - | - | - | - |
Твердость по Леебу HL | ≥330 | ≥330 | - | - | - | - | - | - | - |
Прочность при трехточечном изгибе (МПа) | 38 | 40-50 | 80 | 65 | 85 | 115 | 120 | 220 | 320 |
Прочность на сжатие (МПа) | 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 |
Теплопроводность (Вт/м-К) | 30-50 | 50 | 82.3 (200℃) / 55.3 (900℃) | 30 | 30 | 20 | 80 | 40 | 40 |
Максимальная рабочая температура (℃) | Воздух 900 / Вак 2100 / Инертные 2300 | Воздух 900 / Вак 2100 / Инертные 2300 | 2000+ | Воздух 1000 / Вакуум 1800 / Инертные 1800 | Воздух 1000 / Вакуум 1800 / Инертные 1800 | Воздух 1000 / Вакуум 1800 / Инертные 1800 | Воздух 1000 / Вакуум 1800 / Инертные 1800 | Воздух 1000 / Вакуум 1800 / Инертные 1800 | Воздух 1000 / Вакуум 1800 / Инертные 1800 |
Удельное сопротивление при комнатной температуре (Ω-см) | >10¹⁴ | >10¹⁴ | 10¹⁵ | >10¹³ | >10¹² | >10¹² | >10¹³ | >10¹³ | >10¹³ |
Типовые применения | Порошковая металлургия, тигли для выпаривания металлов, изоляторы | Полупроводниковое оборудование, детали высокотемпературной изоляции | Вакуумное покрытие, полупроводниковые нагреватели, изоляционные компоненты | Порошковая металлургия, высокотемпературные опоры | Порошковая металлургия | Формы для литья металлов | Порошковая металлургия | Порошковая металлургия | Порошковая металлургия |
области применения нитрида бора
Керамические изделия из нитрида бора компании Great Ceramic, особенно в виде гексагонального нитрида бора (h-BN) и пиролитического нитрида бора (PBN), обладают исключительной теплопроводностью, отличной электроизоляцией, химической инертностью, низкой твердостью для легкой обработки и отличной высокотемпературной стабильностью. Эти свойства делают наши детали из BN пригодными для использования в широком спектре отраслей промышленности. Наши изделия из нитрида бора обычно применяются в следующих областях:
Меры предосторожности при использовании керамики на основе нитрида бора
При использовании керамики из нитрида бора соблюдение этих мер предосторожности поможет максимально увеличить производительность, стабильность и срок службы изделий из нитрида бора в сложных промышленных условиях.
Обработка нитридом бора
Одним из уникальных преимуществ нитрида бора является его относительно низкая твердость (Мооса ~2 для h-BN), что делает его более пригодным для обработки, чем многие другие керамики. Для обработки h-BN можно использовать стандартные инструменты из твердого сплава или быстрорежущей стали, в то время как для более твердых BN-композитов может потребоваться алмазное шлифование, обработка с ЧПУ, лазерная или ультразвуковая обработка для обеспечения точности и чистоты поверхности.
Обладая полным спектром современного обрабатывающего оборудования и обширным техническим опытом, компания Great Ceramic предлагает комплексные решения - от выбора материала и оптимизации конструкции до прецизионной обработки и сборки - обеспечивая высококачественные и высокопроизводительные керамические изделия из нитрида бора, отвечающие самым взыскательным требованиям.
Фрезерные, токарные и шлифовальные работы с ЧПУ с допусками на уровне микронов.
Полировка поверхностей для получения гладких поверхностей и поверхностей оптического качества.