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).

Основные преимущества нитрида бора

Выбирая материал из нитрида бора, вы получаете ряд беспрецедентных преимуществ:

нитрид бора обладает высокой теплопроводностью, особенно в направлении, перпендикулярном слоям кристалла, что делает его отличным материалом для отвода тепла. Он также обладает исключительной термостойкостью, выдерживая температуру до 2800°C в инертной атмосфере.

Даже при высоких температурах нитрид бора сохраняет превосходное объемное удельное сопротивление и диэлектрическую прочность, что делает его идеальным высокотемпературным изолятором.

Слоистая структура гексагонального нитрида бора придает ему "самосмазывающиеся" свойства, позволяя использовать его в качестве твердого смазочного материала, особенно в вакууме и при высоких температурах.

Нитрид бора обладает превосходными характеристиками несмачиваемости расплавленных металлов, стекла, солей и керамики. Благодаря этому он широко используется в тиглях и пресс-формах для нитрида бора для предотвращения слипания материалов.

В отличие от многих других твердых керамик, нитрид бора относительно легко обрабатывается. Его можно фрезеровать, поворачивать и сверлить с высокой точностью, как графит, для создания сложных компонентов.

Плотность нитрида бора относительно низкая, что позволяет получать легкие изделия, подходящие для применения в тех областях, где вес имеет значение.

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.

Применение передовой керамики в автомобилестроении
Применение передовой керамики в промышленном оборудовании
Применение передовой керамики в общем производстве
Применение усовершенствованной керамики в химической промышленности, производстве пластмасс и резины
Передовые керамические компоненты для аэрокосмической промышленности
Применение передовой керамики в полупроводниковой и электронной промышленности
техническая керамика, используемая в медицинских приборах
Применение передовой керамики в нефтегазовой промышленности

Доступные марки материала нитрида бора

Компания Great Ceramic предлагает множество сортов и форматов продукции BN в соответствии с потребностями применения:

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:

Высокочистые тигли из PBN для выращивания полупроводниковых кристаллов и обработки металлических расплавов, где химическая инертность и контроль загрязнения имеют решающее значение.

Теплораспределители, термоинтерфейсные прокладки и охлаждающие опоры, использующие теплопроводность нитрида бора, оставаясь при этом электрически изолированными.

Изолирующие основания, вводы и подложки для высоковольтной и высокотемпературной электроники с использованием диэлектрической прочности BN.

Испарительные лодки, футеровки и приспособления из BN для CVD/эпитаксии и обработки полупроводниковых пластин благодаря низкой загрязненности и высокой чистоте.

Трубки, кольца, пластины и реторты для высокотемпературных печей, где требуется устойчивость к тепловым ударам и химическая стабильность.

Прецизионно обработанные трубки, стержни, шайбы и кольца из BN для лабораторных, вакуумных и металлургических применений.

Скользящие поверхности, уплотнения и подшипники, которые выигрывают от твердого смазочного материала h-BN при повышенных температурах.

Футеровки, сопла и контактные детали в коррозионных или реактивных средах, где металлические детали могут выйти из строя или загрязнить продукт.

Тепловая изоляция, вакуумные вводы и конструктивные детали, используемые там, где важны легкость, термостойкость и устойчивость к выделению газов.

Компоненты BN (подложки, проставки, специальные приспособления), изготовленные на станках с ЧПУ с соблюдением высоких допусков, предназначены для решения сложных промышленных и исследовательских задач.

Керамические насадки из нитрида бора
Керамическая оболочка резьбы из шестигранного нитрида бора
Лазерная резка подложки из нитрида алюминия
Керамический тигель из нитрида бора

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.

В то время как h-BN стабилен в инертной или вакуумной среде до 2000 °C (PBN - до 3000 °C), устойчивость к окислению ограничена примерно 850-1000 °C на воздухе.

BN-керамика, хотя и более мягкая, чем многие другие виды керамики, все же является хрупкой и может разрушиться при резкой механической нагрузке или ударе.

Чтобы избежать загрязнения - особенно при работе с PBN полупроводникового класса - используйте чистые перчатки и специальное оборудование для работы с ним.

BN химически инертен к большинству кислот, щелочей и расплавленных металлов, но сильные окислители при повышенных температурах могут разрушить его поверхность.

Детали из БН могут претерпевать изменения размеров при высоких температурах; точные подгонки должны учитывать тепловое расширение и возможную усадку.

Для сборки выбирайте методы соединения (механическое крепление, высокотемпературные клеи или пайка с использованием совместимых металлов), которые соответствуют тепловым и механическим характеристикам BN.

Храните компоненты в сухих, непыльных условиях, чтобы сохранить целостность поверхности и предотвратить загрязнение перед установкой.

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.

Прецизионная обработка керамики с ЧПУ

Фрезерные, токарные и шлифовальные работы с ЧПУ с допусками на уровне микронов.

Шлифовка и полировка керамики

Полировка поверхностей для получения гладких поверхностей и поверхностей оптического качества.

Техническая керамическая лазерная резка

Лазерное сверление и резка для сложных геометрических форм.

Сборки с керамической и металлической пайкой

Металлизация (Mo/Mn, W) для пайки керамики к металлу.

Часто задаваемые вопросы

Нитрид бора - это синтетический керамический материал, состоящий из атомов бора и азота. Он представляет собой кристалл и существует в нескольких формах, включая гексагональную, кубическую и пиролитический нитрид бора.

Да, bn нитрид бора химическое соединение с формулой BN. Является стабильным бинарным соединением бора и азота.

Твердость нитрида бора зависит от его кристаллической структуры. Гексагональный нитрид бора (h-BN), похожий на графит, является мягким. Однако кубический нитрид бора (c-BN) имеет структуру, аналогичную алмазу, что делает его одним из самых твердых материалов, известных человеку. Твердость обусловлена сильными ковалентными связями в его кристаллической решетке.

Гексагональный нитрид бора является превосходным электроизолятором. Он обладает высоким электрическим сопротивлением и широко используется в приложениях, требующих высокотемпературной изоляции.

Гексагональный нитрид бора обычно изготавливается путем реакции борной кислоты с источником азота, например мочевиной, при высоких температурах. Пиролитический нитрид бора создается методом химического осаждения из паровой фазы (CVD), когда газовая смесь соединений бора и азота осаждается на графитовую подложку.

Да, нитрид бора классифицируется как высокоэффективный керамический материал, в частности, как передовая керамика.

Да, благодаря кристаллической структуре, в которой атомы удерживаются вместе прочными ковалентными связями, нитрид бора является сетевым ковалентным соединением. Это проявляется в его слоистой структуре, похожей на графит (для гексагональной формы), или в алмазоподобной кубической структуре.

Нет, нитрид бора не является полимером. Это неорганическое кристаллическое твердое вещество с определенной кристаллической структурой, а не длинноцепочечная молекула, состоящая из повторяющихся субъединиц.

Эксперт по передовому производству керамики

Почему стоит выбрать нитрид бора от Great Ceramic

  • Высокая чистота: До 99,99% для применения в полупроводниковой промышленности.
  • Передовые технологии: горячее прессование и CVD для различных сортов BN.

  • Индивидуальные решения: От стандартных тиглей до сложных прецизионных деталей.
  • Прецизионная обработка: Системы ЧПУ обеспечивают жесткие допуски и гладкую отделку.
  • Строгий контроль качества: Обеспечение постоянства и надежности в каждой партии.
  • Комплексное обслуживание: От проектирования до окончательной сборки, с учетом особенностей вашего применения.

Свяжитесь с нами Сегодня

Готовы воплотить в жизнь свои керамические проекты?
Обратитесь в компанию Great Ceramic, чтобы получить индивидуальные решения по обработке керамики, отвечающие самым высоким стандартам.