氮化硼陶瓷

六方氮化硼(HBN)以其固体形式通常被称为“白色石墨”,因为它的微观结构类似于石墨。然而,与石墨不同,氮化硼是具有较高氧化温度的优异​​电绝缘体。它具有很高的导热性和良好的抗热震性,可以很容易地加工成几乎任何形状的公差。加工后,无需额外的热处理或烧结操作即可使用。

 

六方氮化硼陶瓷(HBN)可用于制造熔炼半导体的坩埚及冶金用高温容器、半导体散热绝缘零件、高温轴承、热电偶套管及玻璃成形模具等。


金刚石型氮化硼的制备和石墨转变为金刚石的原理类似,石墨型氮化硼(HBN)在高温(1800℃)、高压(800Mpa)下可转变为金刚型氮化硼(CBN)。

氮化硼化学式:

 

氮化硼的化学式为BN,化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮,具有四种不同的变体:六方氮化硼(HBN)、菱方氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。

热解氮化硼陶瓷:

 

热解氮化硼(PBN)陶瓷是一种通过化学气相沉积通过高温热解反应制备的氮化硼陶瓷。

六方氮化硼HBN:

 

六方氮化硼H-BN呈白色,化学稳定性好,能抵抗大部分熔融金属的浸蚀。具有很好的自润滑性。硬度低,可进行机械加工,精度为1/100mm。

氮化硼的性质:

 

优异的抗热震性
高电阻率–不包括气溶胶,涂料和ZSBN
低密度
高导热性
各向异性
耐腐蚀
良好的化学惰性
高温材料
不润湿
高介电击穿强度
低介电常数
优良的可加工性能

断裂环,用于金属的连续铸造
热处理夹具
高温润滑剂
脱模剂
熔融金属和玻璃铸件
用于转移或雾化的喷嘴
激光喷嘴

氮化硼的用途:

 

感应加热线圈支架
垫片
高温高压电绝缘子
需要电阻率的炉支架
高纯度熔融金属的坩埚和容器
雷达组件和天线窗 
离子推进器排放通道

氮化硼产品展示:

 

氮化硼生产厂家

 

致好陶瓷是精密陶瓷制作专家。自2013年以来,我们已经参与并为上百家企业提供超过3000种精密陶瓷产品。

我们可以为您提供精密陶瓷加工、精密陶瓷原材料、精密陶瓷模具成型、表面金属化等服务,并致力于只提供符合或高于客户质量要求的产品和服务。联系我们,了解我们能做些什么!

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氮化硼陶瓷的机械性能:

 

氮化硼陶瓷的热学特性:

 

氮化硼陶瓷的电气特性:

 

项目 单位 氮化硼陶瓷 热解氮化硼 复合氮化硼
最高使用温度 ℃(在氧化气氛中) 850 1000 1000
最高使用温度 ℃(在惰性气氛中) 2200 3000 2000
最高使用温度 ℃(在真空环境下) 1800 2300 ——
热导率@25℃ W/(m・K) >30 60 35
线性热膨胀系数 25 - 1000℃,× 10^-6/℃ >1.8 —— 2
比热容 J/g·℃ 0.81 0.90 ——

 

项目 单位 氮化硼陶瓷 热解氮化硼 复合氮化硼
介电常数 1MHz 4.0 3.0 ——
介电强度 kV/mm 79 56 9.0
体积电阻@25℃ Ω・cm >10^13 >10^14 >10^13

 

备注:上述所有表单内参数为氮化硼陶瓷典型的参数值,因批次不同或有差别,敬请知悉。如有问题,敬请联系我们

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项目 单位 氮化硼陶瓷 热解氮化硼 复合氮化硼
主要成分 %
BN>99%
BN>99.99% ——
粘合剂 —— 氧化硼 ——
颜色 —— 白色 白色 灰色
密度 g/cm³ 2.0 2.0-2.2 2.3~2.9
硬度 MPa(Knoop) 39 692 >100
抗压强度 MPa 100 173 280
抗弯强度 MPa 30 150 >100

 

氮化硼陶瓷参数.pdf

氮化硼陶瓷产品加工建议

 

氮化硼陶瓷材料具备优异的机械加工性能,可根据需要加工成公差极小的复杂形状。
氮化硼陶瓷材料的加工,应当注意以下事项:

1、氮化硼陶瓷材料均可使用标准的高速钢制切削工具进行加工,对于材质较硬的复合型材料的加工,推荐使用硬质合金刀具或金刚石刀具。

2、可根据需要进行研磨加工,可使用标准丝锥和板牙加工螺纹。

3、加工过程应始终保持干燥,不需要使用切削油和冷却剂。

4、切削工具应当锋利而干净,不使用负倾角的切削工具。

5、加工材料时,卡住和夹紧时应小心,避免施加过大压力,应采用顺铣技术防止产生缺边缺角。

氮化硼陶瓷的特点

六方氮化硼具有良好的电绝缘性,导热性,化学稳定性,并且无明显熔点。在0.1MPA氮气中最高使用温度可达3000℃,在中性还原气氛中,可耐热到2000℃,在氮和氩中使用温度可达到2800℃,在氧气气氛中稳定性较差,使用温度在1000℃以下。六方氮化硼的膨胀系数相当于石英,但导热率却为石英的十倍。

热解氮化硼陶瓷的特点

 

      热解氮化硼(PBN)属于六方晶系,纯度可以达到99.999%,耐酸碱,抗氧化,导热性好,致密,可加工。它在高温、高真空条件下,由氨和硼的卤化物进行化学气相沉积(CVD)而成,既可以制备PBN板材,也可以直接制备坩埚,舟,涂层等PBN最终产品。  

       热解氮化硼与普通的热压氮化硼(HBN)不同,不必经过传统的热压烧结过程,不添加任何烧结剂,因此获得的产品具有如下显著特点:
1、无毒、无味;
2、纯度高,达到99.999%以上;
3、 室温下与酸、碱、盐及有机试剂不反应,在熔融的盐、碱液中略腐蚀,但能抗高温下各种酸的腐蚀;
4、与大多数熔融金属、半导体及其化合物不反应;
5、在1000℃以下,抗氧化性能良好;
5、抗热震性能良好,2000℃投入水中未见裂纹;
6、使用温度高,无升华点,在3000℃以上直接分解为B和N;
7、电阻高,电绝缘性能好;
8、表面光滑,无气孔,与大多数半导体熔体不湿润。

六方氮化硼的优点:

 

       六方氮化硼不溶冷水,水煮沸时水解非常缓慢并产生少量的硼酸和氨。与弱酸和强碱在室温下均不起反应,微溶于热酸,需要用熔融的氢氧化钠,氢氧化钾处理才能分解。
      氮化硼的各项优点:
1、高耐热性:3000℃升华,其强度1800℃为室温的2倍,1500℃空冷至室温数十次不破裂,在惰性气体中2800℃不软化。
2、高导热系数:热压制品为33W/M.K和纯铁一样,在530℃以上是陶瓷材料中导热最大的材料。
3、低热膨胀系数:膨胀系数仅次于石英玻璃,是陶瓷中最小的,加上其具有高导热性,所以抗热震性能很好。
4、优良的电性能:高温绝缘性好,常温下电阻率大于10^14Ω·cm,在2000℃时还可以达到10^3Ω·cm,是陶瓷中最好的高温绝缘材料。
5、良好的耐腐蚀性:与一般金属(铁、铜、铝、铅等)、稀土金属,贵重金属,半导体材料(锗、硅、砷化钾),玻璃,熔盐(水晶石、氟化物、炉渣)、无机酸、碱均不产生反应。
6、较低的摩擦系数:U为0.16,高温下不增大,比二硫化钼,石墨耐高温,氧化气氛可用到850℃,真空下可用到1800℃。
7、高纯度:其杂质含量小于10PPM,而含硼的含量大于43.6%。
8、可机械加工性:硬度低,可用一般机械加工方法加工成精度很高的零部件制品。

热解氮化硼的应用

 

       由于 CVD 工艺的性质,热解氮化硼零件通常要求壁厚不超过 3 毫米。但CVD 工艺使热解氮化硼具有近乎完美的层状结构,从而导致各向异性的热导率,使其成为制作晶体生长坩埚的理想材料。

产品应用:

1、OLED 蒸发单元;
2、半导体单晶生长(VGF、LEC)坩埚;
3、分子束外延(MBE)蒸发坩埚;
4、MOCVD 加热器;
5、多晶合成舟;
6、PBN红外窗口;
7、卫星通讯微波管;
8、PBN涂层载盘 ;
9、高温、高真空设备绝缘板。