Jakie jest główne zastosowanie ceramiki z pirolitycznego azotku boru?
Pirolityczny azotek boru (PBN)jest materiałem ceramicznym o wysokiej czystości, syntetyzowanym poprzez osadzanie chemiczne z fazy gazowej (CVD). Charakteryzuje się niezwykle niskim poziomem zanieczyszczeń,
wyjątkowa obojętność chemiczna, doskonała izolacja elektryczna i wyjątkowa odporność na wysokie temperatury, Pyrolityczny Azotek Boru różni się od konwencjonalnego, prasowanego na gorąco azotku boru tym, że powstaje poprzez reakcje pary w wysokiej temperaturze warstwa po warstwie. Proces ten skutkuje gęstą, wysoce izotropową strukturą o czystości przekraczającej 99,99%.
Dzięki swoim unikalnym właściwościom,Pirolityczny azotek borujest szeroko stosowany w elektronice, półprzewodnikach, optoelektronice, sprzęcie próżniowym i wysokotemperaturowych systemach eksperymentalnych. Odgrywa niezastąpioną rolę w wielu krytycznych procesach. Poniżej przedstawiono główne obszary zastosowań pirolitycznego azotku boru:
Tygle PBN do wzrostu kryształów półprzewodników złożonych III-V
Tygle PBN są niezastąpione przy hodowli kryształów półprzewodników złożonych, takich jak GaAs, InP i GaP.Tygle PBNmateriały są podstawą urządzeń optoelektronicznych, układów scalonych RF i szybkich układów scalonych. Ultraniska lotność i doskonała stabilność termiczna pirolitycznego azotku boru zapewniają brak reakcji z materiałami stopionymi podczas przetwarzania w wysokiej temperaturze, co prowadzi do poprawy jakości i wydajności kryształów. Ponadto gładka powierzchnia tygli PBN minimalizuje przyczepność materiału, zmniejszając koszty czyszczenia i wydłużając żywotność. Tygle PBN stały się standardowym wyborem w wielu systemach wzrostu kryształów ze względu na ich doskonałą czystość i wydajność termiczną. W przypadku wielu zastosowań półprzewodników złożonych tygle PBN zapewniają niezrównaną wydajność.
Parowanie OLED i epitaksja wiązek molekularnych (MBE)
W środowiskach o wysokiej próżni, takich jak produkcja OLED i systemy MBE, pyrolityczny azotek boru jest preferowanym materiałem na łodzie parownicze i tygle. Systemy te wymagają ultrawysokiej czystości materiału i doskonałej wytrzymałości termicznej. Tygle PBN wytrzymują temperatury powyżej 1800°C i praktycznie nie uwalniają lotnych zanieczyszczeń w próżni, zapewniając wysoką jednorodność i precyzję osadzania cienkich warstw. Zastosowanie pyrolitycznego azotku boru umożliwia kontrolę zanieczyszczeń na poziomie ppb w zastosowaniach o wysokiej precyzji, takich jak niebieskie diody OLED i lasery organiczne. Zarówno w systemach OLED, jak i MBE tygle PBN pomagają utrzymać czystość materiału i stabilność osadzania.
Elementy izolacji wysokotemperaturowej w systemach próżniowych
W piecach próżniowych o wysokiej temperaturze, azotek boru pirolityczny jest szeroko stosowany do izolatorów grzejników, elementów konstrukcyjnych strefy gorącej, dysz i prowadnic przepływu. Dzięki niezwykle niskiej przewodności cieplnej i wysokiej rezystywności objętościowej, azotek boru pirolityczny jest doskonałym materiałem izolacyjnym do wysokich temperatur. Nawet powyżej 2000°C w próżni lub atmosferze obojętnej, PBN zachowuje integralność strukturalną i wydajność izolacji bez rozkładu lub degradacji. Ponadto, PBN jest często łączony z grafitem w systemach cieplnych, gdzie jest stosowany jako powłoka w celu poprawy odporności na utlenianie i wydłużenia żywotności elementów grafitowych. W takich systemach izolacja wysokotemperaturowa jest krytyczna dla utrzymania stabilności procesu, a azotek boru pirolityczny zapewnia niezawodną wydajność.
Izolacja elektryczna w urządzeniach RF i plazmowych
W systemach RF, mikrofalowych, generatorach plazmowych i źródłach jonów materiały muszą wykazywać stabilne właściwości elektryczne i termiczne. Pirolityczny azotek boru, dzięki niskiej stałej dielektrycznej, niskiej stracie dielektrycznej i stabilnej rozszerzalności cieplnej, służy jako idealny materiał izolacyjny wysokotemperaturowy i wsparcie strukturalne w środowiskach o wysokiej częstotliwości i wysokiej temperaturze. Jego rezystywność objętościowa przekracza 10^14 Ω·cm w temperaturze pokojowej, co czyni go preferowanym materiałem do izolacji elementów w systemach energetycznych wysokiej częstotliwości. W maszynach do trawienia plazmowego dużej mocy, sputteringu magnetronowym i systemach wiązki jonowej, pirolityczny azotek boru służy również jako materiał chemicznie odporny na plazmę, oferując wyjątkową stabilność chemiczną i niezawodną wydajność strukturalną pod wpływem naprężeń cieplnych. Zdolność pirolitycznego azotku boru do działania zarówno jako izolator elektryczny, jak i element izolacji wysokotemperaturowej podkreśla jego wartość w nowoczesnym sprzęcie plazmowym.
Tygle do eksperymentów metalurgicznych i przetwarzania materiałów funkcjonalnych
Tygle PBN są szeroko stosowane w topieniu stopów, rafinacji metali rzadkich i zaawansowanej syntezie materiałów. Są odporne na wysokie temperatury i agresywne środowiska chemiczne, takie jak fluorki, siarczki i borki. Tygle PBN pozostają nienaruszone nawet w warunkach ekstremalnego szoku termicznego, wykazując minimalne pęknięcia lub odkształcenia. Ich gładkie powierzchnie, zgodność z rozszerzalnością cieplną ceramiki szklanej i łatwość odzyskiwania materiałów o wysokiej czystości sprawiają, że idealnie nadają się do analizy termicznej i analizy termograwimetrycznej w laboratoriach badawczych. Połączenie odporności chemicznej i izolacji wysokotemperaturowej sprawia, że pirolityczny azotek boru jest najlepszym wyborem do tygli w wymagających środowiskach eksperymentalnych. Tygle PBN oferują zarówno trwałość, jak i czystość, dzięki czemu idealnie nadają się do laboratoriów i przemysłowych środowisk badawczych.
Pyrolityczny azotek boru wyróżnia się w nowoczesnych procesach wysokotemperaturowych i ultrawysokopróżniowych ze względu na swoją doskonałą stabilność termiczną, izolację elektryczną, obojętność chemiczną i czystość. Niezależnie od tego, czy chodzi o tygle PBN, systemy izolacji wysokotemperaturowej czy precyzyjną produkcję elektroniki, pirolityczny azotek boru spełnia wysokie wymagania ekstremalnych zastosowań. Dzięki swojej zdolności do pełnienia roli krytycznego materiału izolacyjnego wysokotemperaturowego i niezastąpionej roli w tyglach PBN, pirolityczny azotek boru nadal pozostaje kluczowym rozwiązaniem materiałowym w branżach high-tech nowej generacji. Tygle PBN i zastosowania izolacji wysokotemperaturowej pozostaną na czele znaczenia pirolitycznego azotku boru w zaawansowanej inżynierii materiałowej.
