Boritá nitridová keramická závitová pouzdra, díly z BN keramiky

Detail produktu

Přehled keramických trubek z pyrolytického nitridu boru (PBN)

1.1 Obecný úvod
Keramická trubka z pyrolytického nitridu boru (PBN) je vysokovýkonnostní dutá válcová keramika s výraznými anizotropními vlastnostmi, výjimečnou těsností pro ultra-vysoké vakuum, vynikající izolací vysokého napětí a směrovou tepelnou vodivostí. Zajišťuje přesnou směrovou kontrolu tepla, odolnost proti radiaci a nízké uvolňování plynů; široce se používá v zařízeních pro ultra-vysoké vakuum, polovodičovém průmyslu a přesné vysokoteplotní zkoušky jako nezastupitelná pokročilá keramika, která se liší od oxidu hlinitého, nitridu hlinitého (AlN) a horkopressovaného nitridu boru.

1.2 Chemické složení a mikrostruktura

• Jednofázová čistá keramika z nitridu boru s ultra-vysokou čistotou krystalické struktury vytvořená parní depozicí, s minimálním obsahem nepatrných nečistot.
  
• Výrazná vrstvená šestiúhelníková krystalová mřížka, která vykazuje zřetelnou anizotropii tepelných a mechanických vlastností mezi směry osy a a osy c.
  
• Viditelná hustota: 2,10–2,15 g/cm³ pro deskové polotovary, 2,15–2,19 g/cm³ pro kelímky ve tvaru trubek; hustá bezpórová struktura s mimořádně nízká propustnost helia .
  

2. Vyrobní proces

2.1 Příprava surovin pro parní usazování

Zdroj boru vysoké čistoty a nosný plyn dusík jsou přesně dávkovány, čistí se od částicových nečistot a tok plynu je přísně regulován, aby bylo zajištěno rovnoměrné usazování krystalů a stabilní růst vrstvené mřížky.
Krok A: Vysokoteplotní parní reakce v uzavřené peci za přesně řízeného teplotního gradientu.
Krok B: Pomalé vrstvené usazování krystalů za účelem vytvoření úplných a rovnoměrných šestiúhelníkových vrstev BN.
Krok C: Vytvoření integrované kompaktní polotovarové trubky PBN bez vnitřních pórů či mikrotrhlin.
Krok D: Přesně konstantní teplota křivka, aby nedošlo k deformaci a vnitřnímu napětí během usazování.

2.2 Precizní řezání a řiditelné obrábění

Krok A: Tvarování dutých tubulárních polotovarů pomocí speciálně navrženého upínacího zařízení po usazování.
Krok B: Pomalé programovatelné řezání za účelem odstranění nerovnoměrného vnitřního napětí uvnitř trubkových těles.
Krok C: Zchlazené polotovary trubek udržují úplný kruhový tvar bez deformace před dalšími zpracovatelskými operacemi.
Dodatečné žíhání za účelem uvolnění zbytkového tvářecího napětí, zlepšení houževnatosti trubkového tělesa a předcházení praskání během přesného obrábění.

2.3 Řezání polotovarů a tvarování zásob
Velký sintrovaný PBN polotovar je nařezán na standardní polotovary ve formě trubek; vnitřní i vnější povrchy trubek jsou broušeny tak, aby odpovídaly jednotným rozměrovým normám pro komerční kontrolní trubky určené k detekci vnitřních vad; žíhání odstraňuje povrchové zbytkové napětí a vizuální kontrola umožňuje odmítnutí vadných polotovarů. Tyto polotovary ve formě trubek jsou surovina dodávány výrobcům komponent.

3. Základní výkonový profil (definující vlastnost)

3.1 Výrazný anizotropní tepelný výkon

• Směrová tepelná vodivost : 60 W/m·K podél osy a a pouze 2,60 W/m·K podél osy c při teplotě 200 °C, což umožňuje jednosměrnou tepelnou vodivost a vertikální tepelnou izolaci pro scénáře přesné regulace teploty.
  
• Stabilní dlouhodobý provoz za střídavých teplotních cyklů (horko a chlad), vynikající odolnost vůči tepelnému šoku odpor bez praskání nebo deformace.
  
• Mimořádně nízká propustnost helia 1×10⁻¹⁰ cm³/s, dokonalá kompatibilita s komorami pro ultra-vysoké vakuum (UHV).
  

3.2 Vynikající elektrická izolace

• Objemový měrný odpor dosahuje hodnoty 3,11×10¹¹ Ω·cm, udržuje stabilní izolační vlastnosti v širokém rozsahu teplot a frekvencí.
  
• Mimořádně vysoká dielektrická pevnost až 56 kV/mm za pokojové teploty, spolehlivá izolace při ultra-vysokém napětí pracovních podmínkách.
  
• Stabilní izolační vlastnosti při nepřetržitém vysokofrekvenčním záření, což je výrazně lepší než u polymerních plastů, které se při vysoké teplotě a záření rychle degradují.
  

3.3 Chemická a vakuová odolnost

• Inertní vůči většině kyselin , zásad, organických rozpouštědel a olejů; pouze mírně korodováno kyselinou fluorovodíkovou a silnými roztavenými alkalickými kovy.
  
• Žádné uvolňování plynů za ultra-vysokého vakua, neznečišťuje prostředí pro zpracování polovodičových waferů a optických komponent.
  
• Vynikající odolnost vůči radiaci (rentgenové záření, gama záření a částicové ozáření), vhodné pro přesné upínací prvky v jaderné energetice a leteckém a kosmickém průmyslu.
  

3.4 Mechanické a bezpečnostní vlastnosti

• Anizotropní mechanická pevnost: ohybová pevnost 243,63 N/mm² (síla rovnoběžná s osou c), 197,76 N/mm² (síla kolmá na osu c), flexibilní obráběnost pro složité tvary trubek.
  
• Knoopova mikrotvrdost 691,88 N/mm² střední tvrdost umožňující snadné řezání, vrtání a soustružení bez výrazného opotřebení nástrojů.
  
• Ne toxický anorganický materiál bez летuchých organických látek, bezpečný pro zařízení v elektronickém, lékařském a jaderném průmyslu.
  
• Hustá, nepřerušovaná stěna trubky, dlouhá životnost při nepřetržitém proudění kapalin nebo plynů ve vakuových pecích.

4. Klíčová omezení

• Nepoužitelné pro dlouhodobý provoz v prostředí roztavených silných alkalických kovů, může dojít k mírné korozí povrchu.
  
• Tepelná vodivost se výrazně liší mezi dvěma krystalovými směry; náčrt přípravku musí zachovat směrový uspořádací návrh.
  
• Vyšší materiál nižší než horace lisovaný boritý nitrid, není první volbou pro levné běžné izolační díly pro vysoké teploty.
  

5. Hlavní průmyslové aplikace
5.1 Vývěvy a polovodiče
Izolační pouzdra pro ultra-vysokoprázdné komory (UHV), směrové tepelné bariéry pro ohřev waferů, izolační trubky pro zařízení s elektronovým svazkem, vložky kelímku pro naprašování polovodičových vrstev.
5.2 Letectví, kosmonautika a radiologické zkoušky
Přesné tepelné izolační pouzdra pro satelity, konstrukční nosné prvky pro stínění proti vesmírnému záření, izolační trubky pro vysoké napětí v částicových urychlovačích.
5.3 Vysokonapěťová přesná elektronika
Izolační pouzdra pro RF cívky, izolační vložky pro vysokofrekvenční zdroje napájení, trubky pro regulaci teploty rezonančních laserových dutin.
5.4 Optika a přesné přístroje
Ohřívací pouzdra pro optické základny, vnitřní izolační příslušenství pro elektronové mikroskopy, trubky pro teplotně řízené přípravky v přesné metrologii.
5.5 Zdravotnictví a jaderný průmysl
Držáky pro testování stínění proti záření, nekontaminující laboratorní polohovací pouzdra, izolační trubky pro ochranu před zářením s nízkými ztrátami pro jaderné reaktory.

6. Poloha materiálu
Pyrolytická boritá nitridová (PBN) keramická trubka vyplňuje výkonnostní mezeru mezi běžným horkotlakovaným BN a keramikou z nitridu hlinitého. Poskytuje ultravysokou vakuovou těsnost , anizotropní tepelné řízení a vynikající odolnost vůči záření. Ve srovnání s horkotlakovaným BN má PBN nulovou propustnost vzduchem a mnohem vyšší průraznou pevnost; ve srovnání s AlN umožňuje PBN jednosměrnou tepelnou izolaci a zároveň zachovává plnou stabilitu izolace pro vysokofrekvenční aplikace. Je preferovaným materiálem pro vysokovýkonné duté trubky určené pro vysoce přesné komponenty pracující v prostředí ultravysokého vakuu, silného záření a přesných teplotních gradientů.

Parametr

Historie vývoje

Patenty a certifikace

Balení

Služby                                                                         

Často kladené otázky