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热压氮化硼和热解氮化硼有什么区别?

21-08-2022

氮化硼是一种先进的陶瓷材料,有四种不同的变体,最常见的是立方氮化硼 (c-BN) 和六方氮化硼 (h-BN)。 c-BN与金刚石类似,主要用于制造切削工具; h-BN为类似石墨的层状结构,疏松、润滑、易吸潮、重量轻,又称白石墨,具有优良的导热性能和绝缘性能。


根据制造工艺的不同,h-BN可分为热压氮化硼(HPBN)和热解氮化硼(PBN)。热压氮化硼采用热压烧结技术,产品具有密度高、强度高、生产成本低等优点;热解氮化硼采用化学气相沉积技术,具有杂质少、纯度高的优点。



1.热压氮化硼(HPBN)

热压氮化硼是将粉末倒入模具中压制、烧结而制成的。它是一种优良的电绝缘体,具有优异的润滑性和高温稳定性。即使在极高的温度下,也能保持其润滑性和惰性。热压氮化硼的机械强度和耐磨性较低,但具有高热容量、优良的导热性、突出的介电强度和易于加工。在惰性气氛中,氮化硼能承受超过2000℃的高温,因此是理想的高温导热绝缘材料。


利用氮化硼陶瓷优异的化学稳定性,可用作坩埚、舟皿、熔化和蒸发金属的液态金属输送管、合成砷化镓晶体的坩埚、火箭喷嘴、大功率器件的底座、熔化金属的管道、以及泵零件、铸钢模具、绝缘材料等。



2.热解氮化硼(PBN)

热解氮化硼属于六方晶系,是典型的层状材料。它是由氨和卤化硼在高温和高真空条件下化学气相沉积(CVD)形成的。 它可以沉积到薄板材料中,或直接沉积到 PBN 最终产品中,例如管、环或容器与 薄壁。热解氮化硼的纯度非常高,可以达到99.99%以上。


热解氮化硼具有纯度高、导热系数高、机械强度高、电绝缘性好、化学惰性好、无毒等优异性能,是元素提纯和半导体晶体生长的理想容器材料。主要应用有OLED蒸镀装置、半导体单晶生长(VGF、LEC)坩埚、分子束外延(MBE)蒸镀坩埚、MOCVD加热器、多晶舟皿、高温、高真空设备隔热板等。



HPBN 和 PBN 的区别

1、生产工艺不同:HPBN采用传统模具成型和热压烧结工艺; PBN采用化学气相沉积工艺。

2、可生产不同的产品:HPBN易于机械加工,可通过机械加工获得所需的形状和尺寸; PBN只适合薄壁或薄壁的生产。

3、材质纯度不同:HPBN在生产过程中需要添加烧结助剂,因此纯度达不到PBN那么高; PBN生产过程不需要添加烧结助剂,纯度可达99.99%以上。

4、应用领域不同:PBN因其纯度极高、生产成本高、加工难度大,适用于半导体行业晶体生长容器的制作;由于其生产成本相对较低且易于加工,HPBN适用于高温炉隔热部件、热电偶保护管、熔融金属的坩埚或模具、非晶带喷嘴和粉末金属雾化喷嘴等。



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