Quais são as diferenças entre nitreto de boro prensado a quente e nitreto de boro pirolítico?
O nitreto de boro é um material cerâmico avançado que vem em quatro variantes diferentes, as mais comuns são o nitreto cúbico de boro (c-BN) e o nitreto de boro hexagonal (h-BN). c-BN é semelhante ao diamante, usado principalmente para fazer ferramentas de corte; h-BN é uma estrutura em camadas semelhante ao grafite, que é solta, lubrificada, fácil de absorver umidade e leve, também conhecida como grafite branca, com excelente condutividade térmica e propriedades isolantes.
De acordo com os diferentes processos de fabricação, o h-BN pode ser dividido em nitreto de boro por prensagem a quente (HPBN) e nitreto de boro pirolítico (PBN). O nitreto de boro prensado a quente adota tecnologia de sinterização prensada a quente e o produto tem as vantagens de alta densidade, alta resistência e baixo custo de produção; o nitreto de boro pirolítico adota tecnologia de deposição química de vapor, que tem as vantagens de menos impurezas e alta pureza.
1. Nitreto de boro prensado a quente (HPBN)
O nitreto de boro prensado a quente é feito por prensagem e sinterização com pó despejado em um molde. É um excelente isolante elétrico com excelente lubricidade e estabilidade em altas temperaturas. Mesmo em temperaturas extremamente altas, também mantém sua lubricidade e inércia. O nitreto de boro prensado a quente possui baixa resistência mecânica e resistência ao desgaste, mas possui alta capacidade térmica, excelente condutividade térmica, excelente resistência dielétrica e facilidade de processamento. Em uma atmosfera inerte, o nitreto de boro pode suportar altas temperaturas superiores a 2.000 °C, por isso é um material isolante termicamente condutor ideal para altas temperaturas.
Utilizando a excelente estabilidade química da cerâmica de nitreto de boro, pode ser usado como cadinhos, barcos, tubos de transporte de metal líquido para fusão e evaporação de metais, cadinhos para síntese de cristais de GaAs, bicos de foguete, bases para dispositivos de alta potência, tubos para fusão de metais, e peças de bombas, moldes de fundição de aço, materiais isolantes, etc.
2. Nitreto de boro pirolítico (PBN)
O nitreto de boro pirolítico pertence ao sistema cristalino hexagonal e é um material típico em camadas. É formado pela deposição química de vapor (CVD) de amônia e haletos de boro sob condições de alta temperatura e alto vácuo. Pode ser depositado em materiais de folhas finas ou diretamente em produtos finais de PBN, como tubos, anéis ourecipientes com paredes finas. A pureza do nitreto de boro pirolítico é muito alta, podendo chegar a mais de 99,99%.
O nitreto de boro pirolítico possui excelentes propriedades, como alta pureza, alta condutividade térmica, alta resistência mecânica, bom isolamento elétrico, boa inércia química e não toxicidade, tornando-o um recipiente ideal para purificação de elementos e crescimento de cristais semicondutores. As principais aplicações são unidades de evaporação OLED, cadinhos de crescimento de cristal único semicondutor (VGF, LEC), cadinhos de evaporação de epitaxia de feixe molecular (MBE), aquecedores MOCVD, barcos policristalinos, placas de isolamento de equipamentos de alta temperatura e alto vácuo, etc.
Diferença entre HPBN e PBN
1. Diferentes processos de produção: HPBN usa moldagem tradicional e processo de sinterização por prensagem a quente; PBN usa processo químico de deposição de vapor.
2. Diferentes produtos podem ser produzidos: HPBN é fácil de usinar e pode ser usinado para obter a forma e o tamanho necessários; O PBN só é adequado para produção com espessuras ou paredes finas.
3. Pureza de material diferente: o HPBN precisa adicionar auxiliares de sinterização no processo de produção, de modo que a pureza não pode chegar tão alta quanto o PBN; o processo de produção do PBN não necessita de adição de auxiliares de sinterização, e a pureza pode chegar a mais de 99,99%.
4. Diferentes campos de aplicação: O PBN é adequado para a produção de recipientes de crescimento de cristais na indústria de semicondutores devido à sua pureza extremamente alta, alto custo de produção e difícil processamento;Devido ao seu custo de produção relativamente baixo e fácil processamento, o HPBN é adequado para peças de isolamento de fornos de alta temperatura, tubos de proteção de termopares, cadinhos ou moldes para metal fundido, bicos de correia amorfa e bicos atomizadores de metal em pó, etc.
