All Categories

cs_CZ Czech
cs_CZ Czech en_US English ko_KR Korean ja Japanese de_DE German ar Arabic es_CR Spanish fr_CA French it_IT Italian nl_NL_formal Dutch pl_PL Polish pt_BR Portuguese

Get in touch

Keramika z nitridu boru (BN)

Keramika z nitridu boru (BN)

Nitrid bóru (BN) Keramika : vlastnosti, typy a aplikace
Nitrid bóru (BN) je sloučenina složená ze stejných dílů dusíku (N) a boru (B), s chemickým vzorcem BN. Na základě své krystalové struktury se BN rozděluje do několika forem: hexagonální nitrid bóru (h‑BN), kubický nitrid bóru (c‑BN), romboedrický nitrid bóru (r‑BN), wurtzitový nitrid bóru (w‑BN), pyrolitický nitrid bóru (PBN) a vodivý nitrid bóru (TiB₂–BN). Tato část se primárně zaměřuje na hexagonální nitrid bóru (h‑BN) a vodivý nitrid bóru (TiB₂–BN), zatímco ostatní tři typy jsou pouze stručně zmíněny.

Tento obrázek znázorňuje krystalové struktury čtyř hlavních forem nitridu boritého (BN).

Zdroj obrázku “Bemerkungen über die Bildung von Verbindungen des Bors und Siliciums mit Stickstoff und gewissen Metallen” by W. H. Balmain.

Hexagonální nitrid boritý (h-BN): „Bílý grafit“

Hexagonální nitrid boritý (h-BN), známý také jako α-BN nebo grafitický BN (g-BN), má strukturu podobnou grafitu, ale vyskytuje se ve formě slonovinově bílého materiálu, což mu vysloužilo přezdívku „bílý grafit“. Jedná se o klíčovou technickou keramiku s výjimečnými vlastnostmi:

(a) Struktura grafitu (b) Struktura h-BN (c) Pohled shora na grafit (d) Pohled shora na h-BN

Klíčové vlastnosti hexagonálního nitridu boritého (h-BN)

  • Krystalová struktura: h-BN má vrstevnatou strukturu, kde se atomy boru a dusíku střídavě uspořádávají do hexagonálních vzorů prostřednictvím sp² hybridizace. Tyto vrstvy jsou naskládány podél osy C ve vzoru ABAB, přičemž uvnitř vrstev působí silné kovalentní vazby a mezi vrstvami slabé van der Waalsovy síly.
  • Vlastnosti: Vyznačuje se samomaznými vlastnostmi, vynikající elektrickou izolací, vysokou tepelnou vodivostí, odolností vůči chemické korozi a snadnou obrobitelností.

 

Tabulka vlastností keramického nitridu boritého (b-BN)

Model produktu W-BN-H W-BN-99 W-BN-A W-BN-B W-BN-C W-BN-D W-BN-E W-BN-S
Složení BN > 99.7% BN > 99% BN + Al + Si BN + Zr + Al BN + SiC BN + ZrO2 BN + AlN BN + SiN
Barva Bílá Bílá Bílá Bílá Šedozelená Bílá Šedozelená Tmavě šedá
Hustota (g/cm³) 1.50 – 1.60 1.95 – 2.05 2.20 – 2.30 2.25 – 2.35 2.40 – 2.50 2.75 – 2.85 2.75 – 2.85 2.20 – 2.30
Elektrická rezistivita (Ω·cm) > 10¹⁴ > 10¹⁴ > 10¹³ > 10¹² > 10¹² > 10¹³ > 10¹³ > 10¹³
Max. provozní teplota ve vzduchu (°C) 900 900 1000 1000 1000 1300 1000 1000
Max. provozní teplota v inertním prostředí (°C) 2100 2100 2000 1800 1800 1800 1800 1800
Max. provozní teplota ve vakuu (°C) 1900 1900 1750 1500 1500 1800 1500 1800
Pevnost v ohybu (MPa) 18 30 60 85 85 100 120 220
Pevnost v tlaku (MPa) 25 45 145 145 150 220 220 400
Tepelná roztažnost (25°C – 1000°C) (10⁻⁶/K) 1.5 1.8 2 2 2.8 3.5 2.8 2.8
Tepelná vodivost (W/m·K) 35 40 35 30 30 45 35 55
Tvrdost HSD 12 18 40 45 45 40 40 45
Aplikace Vysokoteplotní vakuum Vysokoteplotní vakuum Powder Metallurgy Powder Metallurgy Powder Metallurgy Metal Casting Powder Metallurgy Powder Metallurgy
Izolátory pro vysokoteplotní pece √ √
Kelímky pro odpařování kovů √ √
Díly pro tavení kovů nebo skla √ √ √ √ √ √ √ √
Licí formy pro kovy nebo slitiny √ √ √ √ √ √
Vysokoteplotní podpůrné díly √ √ √ √ √ √
Transportní trubky nebo trysky pro tavení kovů √ √ √ √ √ √

Uvedené hodnoty představují typické materiálové vlastnosti a mohou se lišit v závislosti na konfiguraci výrobku a výrobním procesu.
Pro více informací nás neváhejte kontaktovat.

Tři typy keramických materiálů z nitridu boru:


Nitrid boru h-BN

Pyrolytický nitrid boru (PBN)

Vodivý nitrid boru (TiB₂-BN)

Pyrolytický nitrid boru (PBN), známý také jako chemicky z plynné fáze vylučovaný nitrid boru (CVD-BN), je vysoce čistá forma nitridu boru vyráběná metodou chemického vylučování z plynné fáze (CVD). Tento proces zahrnuje vysokoteplotní pyrolýzu halogenidů boru a amoniaku ve vakuovém prostředí.

Vlastnosti PBN keramiky PBN Keramika

Vlastnost Jednotka Hodnota
Hustota g/cm³ 2.1
Total Metal Impurities ppm ≤10
melting point ℃ Non
Electrical Resistivity Ω.cm 1014-1015
CTE （oefficient of Thermal Expansion） μm/m·K 2
Dielektrická pevnost Kv/mm 55
Thermal conductivity（1000℃） w/mk 51
Hardness Mohs 4
flexural strength Mpa 240
Yield Strength Mpa 81

Zatímco PBN sdílí podobnosti s hexagonálním nitridem boru (h-BN), obsahuje také určitý stupeň turbostatické struktury. Jednou z jeho hlavních výhod je výjimečně vysoká čistota dosahující 99,99% nebo vyšší.
Na rozdíl od konvenčního za tepla lisovaného nitridu boru (BN) nevyžaduje PBN slinování ani přidávání pojiv. Místo toho se přímo vylučuje do tenkých desek nebo se formuje do složitých tvarů, jako jsou PBN trubky, PBN kroužky a PBN tenkostěnné nádoby (PBN kelímky).

Jak učinit keramiku z nitridu boru vodivou?
Vodivý nitrid boru (TiB₂-BN), známý také jako černý nitrid boru, je kompozitní materiál vytvořený přidáním vodivých plniv, jako je TiB₂, k tradičním materiálům z nitridu boru (obvykle hexagonální nitrid boru, h-BN). Protože nitrid boru sám o sobě je izolační materiál, tato kompozitní forma nitridu boru (h-BN) kombinuje vynikající vlastnosti nitridu boru (jako je vysokoteplotní stabilita, chemická inertnost a superior mazivost) s elektrickou vodivostí.


Kontaktujte nás pro zakázková řešení!
Specializujeme se na poskytování vysoce výkonných keramických produktů z nitridu boru přizpůsobených vašim specifickým aplikacím. Ať už potřebujete PBN kelímky pro růst GaN krystalů nebo kelímky z nitridu boru s neuniformní tloušťkou stěny vyrobené CVD procesem, nabízíme zakázková řešení splňující vaše požadavky. Dodatečně dodáváme BN trysky pro řízení toku, podložky z nitridu boru, šamotové boxy a posuvné desky pro vysokoteplotní aplikace.

 

Produkty