1.1 Účinný výkon odvádění tepla
Hlavní výhoda tyče z nitridu boru spočívá v jejich jedinečných schopnosti řízení tepla . Vyniká vynikajícími tepelná vodivost udržovanými na úrovni 30–60 W/(m·K), přičemž materiály s orientovanou strukturou mohou dosáhnout ještě vyšší účinnosti tepelné vodivosti. Materiál dokáže rychle absorbovat, vést a rozptýlit soustředěné teplo z oblasti zdroje tepla , čímž účinně předchází spálení zařízení, degradaci výkonu a provozním poruchám způsobeným místním přehřátím a dlouhodobým hromaděním tepla. S tím, jak se moderní elektronická a polovodičová zařízení vyvíjejí směrem k vysoká hustot' výkonu vyšší výkonnosti a miniaturizaci, stále roste vnitřní tepelný tok, čímž se účinné a stabilní odvádění tepla stává nezbytným základním požadavkem pro průmyslová zařízení vyšší třídy.
1.2 Stabilita izolace za vysokých teplot
Na rozdíl od většiny tepelně vodivých materiálů, které ztrácejí své dielektrické vlastnosti za vysokých teplot, tyče z nitridu boru jsou vynikajícími elektrické izolátory a zachovávají stabilní izolační výkon za podmínek nepřetržitého provozu za vysokých teplot. Dokonalá kombinace „vysoké tepelné vodivosti“ a „vysoké izolace“ vyřeší dlouhodobě trvající technický spor mezi odvodem tepla a elektrickou izolací. Jsou široce využívány ve vysokovýkonových elektronických zařízeních, jako jsou IGBT a průmyslové lasery, stejně jako v klíčových komponentách zařízení pro výrobu polovodičů, například elektrostatické svěrky a základny topných těles. Použitím tyčí z nitridu boru jako nosných prvků pro odvod tepla a izolovaných prvků pro přenos tepla lze výrazně zvýšit výkonovou hustotu zařízení, provozní stabilitu a celkovou životnost.
2 Odolnost vůči vysokým teplotám a odolnost vůči tepelným rázům
2.1 Stabilita provozu za ultra-vysokých teplot
Tyče z nitridu boru vykazuje vynikající odolnost proti ultra-vysokým teplotám a je schopen dlouhodobé stabilní činnosti v inertních nebo redukujících atmosférách při teplotách nad 1800 ℃ . V běžných atmosférických prostředích může nepřetržitě vydržet provozní teploty přibližně 1200 °C . I když je teplota zahájení oxidace 850 ℃ , po vysokoteplotní oxidaci se na povrchu materiálu vytvoří hustý a kompaktní ochranný film z oxidu boritého, který poskytuje účinnou krátkodobou ochranu proti oxidaci a brání dalšímu strukturálnímu poškození a úbytku výkonu ve vysokoteplotních vzdušných prostředích.
2.2 Vynikající odolnost proti tepelným šokům
Materiál má extrémně nízký, izotropní koeficient tepelné roztažnosti , čímž získává neobvyklou odolnost vůči tepelnému nárazu lepší než keramika na bázi oxidu hlinitého a karbidu křemíku. Účinně odolává obrovským tepelným napětím způsobeným prudkými teplotními gradienty při rychlém zahřívání na vysokou teplotu a okamžitém chlazení potopením, čímž se předejde strukturálním vadám, jako jsou praskliny, odlupování a odštěpování povrchu. Tato vysoká stabilita zaručuje dlouhodobou spolehlivost při častých cyklech změn teploty, včetně tavení kovů, růstu krystalů a sintrování prášků, a proto je ideálním trvanlivým materiálem pro tyglíky, opěrné rámy a součásti tokových kanálů určené pro vysoké teploty.
3 Samomazné vlastnosti a chemická stabilita
3.1 Přirozeně nízké tření a samomazné vlastnosti
Díky své grafity podobné šestiúhelníkové vrstvené krystalové struktuře tyče z nitridu boru mají extrémně nízký součinitel tření koeficient tření v rozmezí 0,2 až 0,4 a slouží jako vysoce výkonné anorganické pevné mazivo vlastní samomazná vlastnost zajišťuje stabilní snížení tření za extrémních provozních podmínek, kdy kapalné maziva selhávají – například za vysokých teplot, při velkých zátěžích a ve vysokém vakuu. Široce se používá u ložisek pecí pracujících za vysokých teplot, vodítek a těsnicích kroužků, čímž účinně snižuje mechanické opotřebení, snižuje provozní odpor a prodlužuje životnost pohyblivých částí.
3.2 Silná chemická neaktivita a odolnost proti korozi
Tyče z nitridu boru vykazují extrémně silnou chemická inertnost s vynikající odolností vůči různým náročným korozním prostředím. Jsou stabilní vůči roztaveným kovům, jako je hliník, měď a roztavená ocel, stejně jako vůči roztaveným solím, skelným taveninám, silným kyselinám a silným zásadám, a nepodléhají žádným chemickým reakcím, rozpouštění ani korozi. Tato vynikající chemická stabilita umožňuje tyto tyče udržovat po dlouhou dobu plnou strukturální integritu a funkční stabilitu v oblastech metalurgie, chemického inženýrství a výroby skla, zejména pro součásti v kontaktu s roztavenými médii, jako jsou výtokové otvory, ochranné trubky pro termočlánky a míchací tyče.
4 Přesná obráběnost a flexibilita přizpůsobení
4.1 Vynikající vlastnosti snadného obrábění
Oproti tvrdým a obtížně zpracovatelným vysoce výkonným keramickým materiálům, jako je oxid hlinitý a karbid křemíku, tyče z nitridu boru vykazují nízkou tvrdost s Mohsova tvrdost pouze přibližně 2. Materiál lze zpracovávat přímo pomocí standardních nástrojů z tvrdého kovu nebo diamantu, čímž lze provést přesné operace, jako je soustružení, frézování, vrtání, obrážení a broušení. Nepotřebuje složité, nákladné a časově náročné po-sinterovací úpravy, což výrazně zjednodušuje výrobní proces, snižuje výrobní náklady a zkracuje výrobní cykly.
4.2 Flexibilní přizpůsobení pro složité díly
Tato výhoda zpracování činí tyčinky z boraziku velmi vhodnými pro výrobu malých sérií, mnohovarietních a složitě tvarovaných nepravidelných dílů. Inženýři mohou materiál flexibilně obrábět na přesné součásti různých rozměrů a konstrukcí, například tenkostěnné trubky, složité upínací prvky a závitové díly. Plně vyhovuje rozmanitým požadavkům na individuální výrobu v oblastech vysoce přesné techniky – od zařízení pro výrobu polovodičů až po laboratorní vědecké experimenty.
5 Rozmanité vysoce výkonné aplikační oblasti
5.1 Aplikace v polovodičovém a vakuovém průmyslu
Tyče z nitridu boru jsou nezbytnými klíčovými materiály v polovodičovém průmyslu a široce se používají při výrobě tavicích kelímků pro růst krystalů polovodičových sloučenin GaAs a GaN, stejně jako ohřívacích konstrukčních součástí pro systémy molekulární paprskové epitaxie (MBE). Ve vakuové technice plní funkci profesionálních izolačních a opěrných součástí pro horkou zónu vysokoteplotních vakuových pecí, čímž zajišťují stabilní tepelnou izolaci a konstrukční podporu ve vysokoteplotních vakuových prostředích.
5.2 Aplikace v průmyslových pecích, letectví a vědeckém výzkumu
Při výrobě průmyslových pecí pro vysoké teploty se tento materiál používá jako sinterovací držáky, tlačné desky a vodící lišty díky svým nepřilnavým, tepelně odolným a odolným vůči tepelným šokům vlastnostem. V oblasti leteckého a kosmického průmyslu a jaderné energetiky se používá pro konstrukční součásti odolné v extrémních teplotách a pro části absorbující neutrony. Kromě toho slouží tyče z nitridu boru jako základní materiál pro vědeckovýzkumná zařízení, speciální metalurgii a formy pro lisování vysoce výkonných kompozitů, čímž poskytují pevný materiálový základ pro inovace a modernizaci moderních průmyslových technologií vyšší třídy.
EN
