قطع سيراميك نيتريد البورون ذات الخيط الداخلي

تفاصيل المنتج

نظرة عامة على أنابيب السيراميك البيرونيتريت الحرارية الانحلالية (PBN)

١.١ مقدمة عامة
أنبوب السيراميك البيرونيتريت الحرارية الانحلالية (PBN) هو أسطوانة سيراميكية مجوفة عالية الأداء تتميّز بخصائصها غير المتجانسة البارزة، وإحكامها الفائق في الفراغ العالي جدًّا، وعزلها الممتاز للجهد العالي، وتوصيلها الحراري الاتجاهي. وهي توفر تحكّمًا حراريًّا دقيقًا وموجّهًا، ومقاومةً للإشعاع، وانبعاثًا منخفضًا للغازات، وتُستخدم على نطاق واسع في معدات الفراغ العالي جدًّا، وأجهزة أشباه الموصلات، واختبارات الدقة ذات درجات الحرارة العالية، كسيراميك متقدّم لا غنى عنه يختلف عن أكسيد الألمنيوم (Alumina)، والنيتريد الألومنيوم (AlN)، والنيتريد البوروني المضغوط حراريًّا.

١.٢ التركيب الكيميائي والبنية المجهرية

• سيراميك نقي أحادي الطور من النيتريد البوروني، وهيكل بلوري عالي النقاء جدًّا يتكون عبر الترسيب من البخار، مع أقل قدر ممكن من العناصر الشائعة.
  
• شبكة بلورية سداسية طبقية مميّزة، تظهر تباينًا واضحًا في الأداء الحراري والميكانيكي بين اتجاه المحور (أ) واتجاه المحور (ج).
  
• الكثافة الظاهرية: 2.10–2.15 غ/سم³ للواح الأولية، و2.15–2.19 غ/سم³ للأوعية الأنبوبيّة؛ وهيكل كثيف خالٍ تمامًا من المسام. نفاذية الهيليوم منخفضة للغاية .
  

2. عملية التصنيع

المرحلة ٢.١: إعداد المواد الأولية للترسيب بالبخار

يتم مزج مصدر البورون عالي النقاء وغاز النتروجين الحامل بدقة، ثم تنقيته لإزالة شوائب الجسيمات، مع التحكم الصارم في تدفق الغاز لضمان ترسيب بلوري متجانس ونمو شبكي طبقي مستقر.
الخطوة أ: تفاعل بخاري عند درجة حرارة مرتفعة داخل فرن مغلق وبتدرج حراري مضبوط.
الخطوة ب: ترسيب بلوري طبقي بطيء لتكوين طبقات نيتريد البورون السداسية المتجانسة الكاملة.
الخطوة ج: تشكيل أنبوب أولي متكامل ومدمج من نيتريد البورون متراص دون وجود مسام داخلية أو شقوق دقيقة.
الخطوة د: درجة حرارة ثابتة تمامًا منحنى لتجنب التشوه والإجهادات الداخلية أثناء الترسيب.

المرحلة ٢.٢: قص دقيق وتشغيل آلي خاضع للتحكم

الخطوة أ: تشكيل الأنابيب المجوفة الأولية باستخدام قوالب خاصة صُمّمت ذاتيًّا بعد عملية الترسيب.
الخطوة ب: القطع المبرمج البطيء للتخلص من الإجهادات الداخلية غير المتجانسة داخل أجسام الأنابيب.
الخطوة جيم: تظلّ قوالب الأنابيب المبرَّدة على شكل دائري كامل دون تشوه قبل المعالجة اللاحقة.
المعالجة الحرارية الثانوية لإطلاق الإجهادات المتبقية الناتجة عن عملية التشكيل، وتحسين مقاومة أجسام الأنابيب للتشقق وتجنب التشققات أثناء التشغيل الدقيق.

٢.٣ قطع القوالب الأولية وتشكيل المخزون
قطع قالب PBN الملبد الكبير باستخدام المنشار إلى أجزاء أنابيب شبه مكتملة قياسية؛ وطحن السطحين الداخلي والخارجي للأنابيب لتلبية المعايير القياسية الموحدة الخاصة بأنابيب الفحص التجاري للكشف عن العيوب الداخلية، وتُزيل المعالجة الحرارية الإجهادات المتبقية على السطح، مع رفض القوالب المعيبة بصريًا. وهذه الأجزاء الأنابيب شبه المكتملة هي المادة الخام تُورَّد إلى مصنِّعي المكونات.

٣. ملف الأداء الأساسي (الميزة المميزة)

٣.١ الأداء الحراري المميز غير المتجانس

• التوصيل الحراري الاتجاهي : ٦٠ واط/متر·كلفن على طول المحور a وفقط ٢,٦٠ واط/متر·كلفن على طول المحور c عند درجة حرارة ٢٠٠ درجة مئوية، مما يحقِّق التوصيل الحراري أحادي الاتجاه والعزل الحراري الرأسي في سيناريوهات التحكم الدقيق في درجة الحرارة.
  
• خدمة مستقرة على المدى الطويل تحت دورات حرارية بديلة بين السخونة والبرودة، ومقاومة ممتازة للصدمات الحرارية المقاومة دون أن تتشقق أو تشوه.
  
• نفاذية الهيليوم منخفضة جدًّا وتبلغ ١×١٠⁻¹⁰ سم³/ثانية، وتتوافق تمامًا مع غرف الفراغ العالي جدًّا (UHV).
  

٣.٢ عزل كهربائي ممتاز

• المقاومة الحجمية تصل إلى ٣,١١×١٠¹¹ أوم·سم، وتُحافظ على العزل المستقر عبر نطاق واسع من درجات الحرارة والتواتر.
  
• عالية جدًّا عازلية القوة تصل إلى ٥٦ كيلوفولت/ملم عند درجة حرارة الغرفة، وتوفر عزلًا موثوقًا به تحت جهد كهربائي عالي جدًّا ظروف التشغيل.
  
• خصائص عزل مستقرة تحت إشعاع عالي التواتر مستمر، وهي أفضل بكثير من البلاستيكيات البوليمرية التي تتحلل بسرعة تحت درجات الحرارة المرتفعة والإشعاع.
  

3.3 التوافق الكيميائي والفراغي

• خاملة تجاه معظم الأحماض والقواعد والمحاليل العضوية والزيوت؛ وتتآكل قليلًا فقط بواسطة حمض الهيدروفلوريك والقلويات المعدنية المنصهرة القوية.
  
• لا توجد انبعاثات غازية على الإطلاق في ظل فراغ عالي جدًّا، ولا تلوِّث بيئة معالجة رقائق أشباه الموصلات والمكونات البصرية.
  
• استقرار ممتاز ضد الإشعاعات المؤينة مثل أشعة إكس والأشعة الجاما والإشعاعات الجسيمية، مما يجعله مناسبًا لتصنيع التجهيزات الدقيقة المستخدمة في قطاع الطاقة النووية وقطاع الفضاء والطيران.
  

3.4 الأداء الميكانيكي والسلامة

• قوة ميكانيكية غير متجانسة: مقاومة الانحناء ٢٤٣,٦٣ نيوتن/مم² (عند تطبيق القوة موازيةً للمحور c)، و١٩٧,٧٦ نيوتن/مم² (عند تطبيق القوة عموديًّا على المحور c)، ما يتيح قابلية جيدة للتشكل الميكانيكي لتصنيع أنابيب ذات أشكال معقدة.
  
• صلادة كنوب المجهرية ٦٩١,٨٨ نيوتن/مم² صلادة معتدلة تسمح بالقطع والحفر والتشغيل على المخرطة بسهولة دون تآكل شديد لأدوات التشغيل.
  
• مادة غير عضوية غير سامة وخالية من المركبات العضوية المتطايرة، آمنة الاستخدام في المعدات الإلكترونية والطبية والنووية.
  
• هيكل جدار الأنبوب كثيف وخالٍ من الوصلات، ما يضمن عمر خدمة طويل تحت التدفق المستمر للسوائل أو الغازات داخل أفران الفراغ.

٤. القيود الرئيسية

• غير مناسب للاستخدام طويل الأمد في بيئات المعادن القلوية المنصهرة، إذ قد تحدث تآكل سطحي طفيف.
  
• تختلف التوصيلية الحرارية بشكل حاد بين اتجاهين بلوريين، لذا يجب الاحتفاظ بتصميم الترتيب الاتجاهي في الرسم الهندسي للثابت.
  
• مواد أعلى جودة أقل تكلفة من نترات البورون المضغوطة ساخناً، وليست الخيار الأول لأجزاء العزل الحراري عالية الحرارة العادية منخفضة التكلفة.
  

٥. التطبيقات الصناعية الرئيسية
٥.١ الفراغ والإلكترونيات شبه الموصلة
أكمام عزل غرف الفراغ العالي جداً (UHV)، والعوائق الحرارية الاتجاهية لتسخين الرقائق، وأنابيب العزل لمعدات الحزمة الإلكترونية، وبطانات قوارير ترسيب الأغشية أشباه الموصلات.
٥.٢ الفضاء الجوي والاختبار الإشعاعي
أكمام العزل الحراري الدقيقة للسواتل، والأقواس البنائية الواقية من الإشعاع الفضائي، وأنابيب العزل عالية الجهد لمُسرّعات الجسيمات.
٥.٣ الإلكترونيات الدقيقة عالية الجهد
أكمام عزل ملفات التردد اللاسلكي، وبطانات العزل لمصادر الطاقة عالية التردد، وأنابيب التحكم في درجة الحرارة لمجسات الليزر الرنانة.
5.4 البصريات والأجهزة الدقيقة
أكمام تسخين القواعد البصرية، والتجهيزات العازلة الداخلية لمجاهر الإلكترون، وأنابيب الثوابت الحرارية لمعدات القياس الدقيق.
5.5 الصناعات الطبية والنووية
قوالب اختبار الحماية من الإشعاع، وأكمام التموضع المخبري غير الملوثة، وأنابيب العزل الواقية من الإشعاع ذات الفقد المنخفض للمفاعلات النووية.

6. تحديد موقع المواد
أنبوب السيراميك البيرونيترات البيروليتية (PBN) يسد الفجوة الأداءية بين نترات البورون المضغوطة حراريًا العادية وسيراميك نترات الألومنيوم. وهو يوفّر إحكامًا فائقًا في الفراغ ، والتحكم الحراري الأنوي، ومقاومة ممتازة للإشعاع. وبالمقارنة مع نترات البورون المضغوطة حراريًا، تتميّز مادة PBN بعدم وجود أي نفاذية للهواء وقوة عزل كهربائي أعلى بكثير؛ أما بالمقارنة مع نترات الألومنيوم (AlN)، فإن مادة PBN تحقّق عزلًا حراريًّا أحادي الاتجاه مع الحفاظ الكامل على استقرار العزل الكهربائي عند الترددات العالية. وهي المادة الأنابيبية المجوفة عالية الأداء المفضّلة لمكونات الدقة المُخصصة التي تعمل في بيئات الفراغ الفائق، والإشعاع القوي، والتدرجات الحرارية الدقيقة.

المواصفات الفنية

تاريخ التطوير

البراءات والشهادات

التغليف

الخدمات                                                                         

الأسئلة الشائعة