Bor- und Stickstoffitrid-Keramik Gewindebuchse BN-Keramikteile

Produktdetails

Übersicht über pyrolytische Bornitrid-(PBN)-Keramikrohre

1.1 Allgemeine Einführung
Pyrolytisches Bornitrid-(PBN)-Keramikrohr ist ein hochleistungs-Hohlzylinder aus Keramik mit ausgeprägten anisotropen Eigenschaften, extrem hoher Vakuumdichtheit, hervorragender Hochspannungs-Isolierung und gerichteter Wärmeleitfähigkeit. Es ermöglicht eine präzise, gerichtete Wärmebeeinflussung, Strahlenbeständigkeit und geringe Gasfreisetzung und wird daher breit in Anlagen für Ultrahochvakuum, Halbleiterfertigung sowie hochpräzise Hochtemperatur-Prüfungen eingesetzt – als unverzichtbare, fortschrittliche Keramik, die sich von Aluminiumoxid, AlN und heißgepresstem Bornitrid unterscheidet.

1.2 Chemische Zusammensetzung und Mikrostruktur

• Einzelfasige reine Bornitrid-Keramik mit ultrahoher Reinheit; kristalline Struktur, gebildet durch Dampfabscheidung, mit minimalen Verunreinigungselementen.
  
• Deutliches geschichtetes hexagonales Kristallgitter, das eine deutliche Anisotropie der thermischen und mechanischen Eigenschaften zwischen der a-Achse und der c-Achse zeigt.
  
• Scheinbare Dichte: 2,10–2,15 g/cm³ für Plattenrohlinge, 2,15–2,19 g/cm³ für Tiegelrohre; dichte, porenfreie Struktur mit extrem geringe Heliumdurchlässigkeit .
  

2. Fertigungsprozess

2.1 Dampfabscheidung – Rohstoffvorbereitung

Eine hochreine Borquelle und ein Stickstoff-Trägergas werden präzise dosiert, gereinigt, um Partikelverunreinigungen zu entfernen, und der Gasstrom wird streng kontrolliert, um eine gleichmäßige Kristallabscheidung und ein stabiles, geschichtetes Gitterwachstum zu gewährleisten.
Schritt A: Hochtemperatur-Dampfreaktion in einem verschlossenen Ofen mit kontrolliertem Temperaturgradienten.
Schritt B: Langsame, geschichtete Kristallabscheidung zur Bildung vollständiger, gleichmäßiger hexagonaler BN-Schichten.
Schritt C: Herstellung eines integrierten, kompakten PBN-Rohrrohlings ohne innere Poren oder Mikrorisse.
Schritt D: Streng konstante Temperatur kurve, um Verformung und innere Spannungen während der Abscheidung zu vermeiden.

2.2 Präzisionsschneiden und steuerbare Bearbeitung

Schritt A: Formgebung hohler rohrförmiger Rohlinge mittels einer selbstentwickelten Halterung nach der Abscheidung.
Schritt B: Langsame, programmierte Schneidtechnik um ungleichmäßige innere Spannungen innerhalb der Rohrkörper zu beseitigen.
Schritt C: Gekühlte Rohlinge behalten vor der Nachbearbeitung ihre vollständig runde Form ohne Verformung bei.
Zweite Glühbehandlung zur Entlastung der verbleibenden Umformspannungen, zur Verbesserung der Zähigkeit des Rohrkörpers und zur Vermeidung von Rissen während der Präzisionsbearbeitung.

2.3 Rohlingsschneiden und Rohrstockformgebung
Große gesinterte PBN-Rohlinge mit einer Säge in standardisierte halbfertige Rohrrohlinge schneiden; innere und äußere Rohroberflächen schleifen, um einheitliche Maßtoleranzen für handelsübliche Prüfrohre zur internen Fehlererkennung zu erreichen; Glühbehandlung zur Beseitigung oberflächennaher Restspannungen; visuelle Aussortierung fehlerhafter Rohlinge. Diese halbfertigen Rohrrohlinge sind rohmaterial für Komponentenhersteller bestimmt.

3. Kernleistungsprofil (definierendes Merkmal)

3.1 Deutlich anisotrope thermische Leistung

• Richtungsabhängige Wärmeleitfähigkeit : 60 W/m·K entlang der a-Achse und nur 2,60 W/m·K entlang der c-Achse bei 200 °C, wodurch eine einseitige Wärmeleitung sowie vertikale Wärmeisolierung für präzise Temperaturregelungsszenarien ermöglicht wird.
  
• Stabile Langzeitnutzung unter wechselnden Heiß- und Kaltzyklen, hervorragende Beständigkeit gegen thermische Schockbelastung widerstand ohne Rissbildung oder Verformung.
  
• Ultra-niedrige Heliumdurchlässigkeit von 1×10⁻¹⁰ cm³/s, perfekte Kompatibilität mit Ultra-Hochvakuum-(UHV)-Kammern.
  

3.2 Hervorragende elektrische Isolierung

• Volumenwiderstand erreicht 3,11×10¹¹ Ω·cm; gewährleistet stabile Isolation über breite Temperatur- und Frequenzbereiche.
  
• Sehr hohe Dielektrizitätsfestigkeit bis zu 56 kV/mm bei Raumtemperatur, zuverlässige Isolierung unter ultra-hohen Spannungen arbeitsbedingungen 10 % nicht überschreiten.
  
• Stabile Isoliereigenschaften unter kontinuierlicher Hochfrequenzstrahlung – deutlich überlegen gegenüber Polymerkunststoffen, die bei hoher Temperatur und Strahlung schnell abbauen.
  

3.3 Chemische und Vakuumverträglichkeit

• Beständig gegen die meisten Säuren , Laugen, organische Lösungsmittel und Öle; lediglich geringfügig korrosiv durch Fluorwasserstoffsäure und stark geschmolzene Alkalimetalle.
  
• Keine Gasfreisetzung unter Ultrahochvakuum, umweltneutral für die Verarbeitungsumgebungen von Halbleiterwafern und optischen Komponenten.
  
• Hervorragende Strahlenbeständigkeit gegenüber Röntgen-, Gamma- und Teilchenstrahlung, geeignet für Präzisionshalterungen in der Kernenergie- und Raumfahrtindustrie.
  

3.4 Mechanische und Sicherheitsleistung

• Anisotrope mechanische Festigkeit: Biegefestigkeit 243,63 N/mm² (Kraft parallel zur c-Achse), 197,76 N/mm² (Kraft senkrecht zur c-Achse), flexible Bearbeitbarkeit für komplexe Rohrprofile.
  
• Knoop-Mikrohärte 691,88 N/mm² , moderate Härte ermöglicht einfaches Schneiden, Bohren und Drehen ohne starke Werkzeugabnutzung.
  
• Nichttoxisches anorganisches Material ohne flüchtige organische Bestandteile, sicher für elektronische, medizinische und nukleare Industrieanlagen.
  
• Dichte, nahtlose Rohrwandstruktur, lange Lebensdauer bei kontinuierlichem Flüssigkeits- oder Gasstrom in Vakuumöfen.

4. Wichtige Einschränkungen

• Nicht geeignet für den langfristigen Einsatz in geschmolzenen stark alkalischen Metallumgebungen; es tritt eine leichte Oberflächenkorrosion auf.
  
• Die Wärmeleitfähigkeit unterscheidet sich stark zwischen zwei Kristallrichtungen; das richtungsabhängige Layoutdesign muss in der Vorrichtungszeichnung berücksichtigt werden.
  
• Höheres Material kostengünstiger als heißgepresstes Bornitrid, nicht die erste Wahl für kostengünstige, gewöhnliche Hochtemperatur-Isolationsbauteile.
  

5. Hauptanwendungsgebiete in der Industrie
5.1 Vakuum- und Halbleiterindustrie
UHV-Kammer-Isolationsmanschetten, waferseitige Heizung mit richtungsabhängigen Wärmebarrieren, Isolationsrohre für Elektronenstrahlgeräte, Tiegelauskleidungen für die Abscheidung halbleitender Schichten.
5.2 Luft- und Raumfahrt sowie Strahlungstests
Präzise thermische Isolationsmanschetten für Satelliten, strukturelle Halterungen zur Abschirmung gegen Weltraumstrahlung, Hochspannungs-Isolationsrohre für Teilchenbeschleuniger.
5.3 Hochspannungspräzisionselektronik
Isolationsmanschetten für Hochfrequenzspulen, Isolationsauskleidungen für Hochfrequenz-Stromversorgungen, Temperaturregelrohre für Laserresonanzkavitäten.
5.4 Optik und Präzisionsinstrumente
Heizmanschetten für optische Basen, innere Isolierkomponenten für Elektronenmikroskope, temperaturgesteuerte Halterohre für Präzisionsmesstechnik.
5.5 Medizin- und Kernindustrie
Strahlungsschutz-Prüfvorrichtungen, nicht kontaminierende Laborpositionierhülsen, strahlungsgeschützte Isolierrohre mit geringem Verlust für Kernreaktoren.

6. Materialpositionierung
Pyrolytisches Bornitrid (PBN)-Keramikrohr schließt die Leistungslücke zwischen gewöhnlichem heißgepresstem BN und Aluminiumnitrid-Keramiken. Es bietet ultrahochvakuumdichte Abdichtung , anisotrope Temperaturregelung sowie hervorragende Strahlenbeständigkeit. Im Vergleich zu heißgepresstem BN weist PBN eine Luftpermeabilität von null und eine deutlich höhere Durchschlagfestigkeit auf; im Vergleich zu AlN ermöglicht PBN eine einseitige Wärmeisolierung bei vollständiger Aufrechterhaltung der Hochfrequenz-Isolationsstabilität. Es ist das bevorzugte Hochleistungs-Hohlrohrmaterial für maßgeschneiderte Präzisionskomponenten, die unter Ultrahochvakuum-, starker Strahlungs- und präziser Temperaturgradientenumgebungen eingesetzt werden.

Parameter

Entwicklungsgeschichte

Patente und Zertifizierungen

Verpackung

Dienstleistungen                                                                         

Häufig gestellte Fragen (FAQ)