ઉચ્ચ ઉષ્મા વાહકતા BeO પ્લેટ બેરિલિયમ ઑક્સાઇડ સેરામિક શીટ

વિદેશમાં બેરિલિયમ ઑક્સાઇડ સેરામિક્સ પ્લેટનો વિકાસ 1930 ના દાયકામાં શરૂ થયો હતો, પરંતુ તેનો ઝડપી વિકાસનો તબક્કો 1950 ના અંતથી 1970 ના અંત સુધીનો હતો. બેરિલિયમ ઑક્સાઇડ સેરામિક્સ અન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક સેરામિક્સથી અલગ છે. આજ સુધી, તેમની ઉચ્ચ ઉષ્મા વાહકતા અને ઓછી હાનિની લાક્ષણિકતાઓને અન્ય સામગ્રી સાથે બદલી શકાતી નથી.

એક તરફ, આનું કારણ વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીનાં વિવિધ ક્ષેત્રોમાં મહત્વપૂર્ણ માંગ છે, અને બીજી તરફ, કારણ કે બેરિલિયમ ઑક્સાઇડ ઝેરી છે, જે કડક અને પડકારજનક સુરક્ષા ઉપાયોની આવશ્યકતા ધરાવે છે, તેથી તેનું સુરક્ષિત રીતે ઉત્પાદન કરી શકે તેવા વિશ્વભરમાં ખૂબ જ ઓછા કારખાનાઓ છે.

બેરિલિયમ ઑક્સાઇડ સેરામિક્સ સબસ્ટ્રેટ એ બેરિલિયમ ઑક્સાઇડને મુખ્ય ઘટક તરીકે ધરાવતી સેરામિક્સ છે. તેમનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે મોટા પાયે એકીકૃત સર્કિટ્સ, હાઇ-પાવર ગેસ લેસર ટ્યુબ, ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે હીટ સિંક હાઉસિંગ, માઇક્રોવેવ આઉટપુટ વિંડોઝ અને ન્યુટ્રોન મૉડરેટર્સ માટે સબસ્ટ્રેટ તરીકે થાય છે.

તેને બેરિલિયમ ઓક્સાઇડ પાઉડરમાં એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ જેવી સામગ્રી ઉમેરીને અને ઊંચા તાપમાને સિન્ટરિંગ કરીને બનાવવામાં આવે છે. આ પ્રકારની સેરામિકનું ઉત્પાદન કરવા માટે યોગ્ય સુરક્ષા ઉપાયોની આવશ્યકતા હોય છે. ભેજયુક્ત ઊંચા તાપમાનના માધ્યમમાં, બેરિલિયમ ઓક્સાઇડની બાષ્પશીલતા વધે છે, જે 1000°C થી બાષ્પશીલતા શરૂ કરે છે અને તાપમાન સાથે વધે છે, જેના કારણે ઉત્પાદનમાં મુશ્કેલીઓ ઊભી થાય છે, અને કેટલાક દેશો હવે તેનું ઉત્પાદન કરતા નથી. તેમ છતાં, ઉત્પાદનોમાં ઉત્તમ ગુણધર્મો હોય છે, અને તેમની ઊંચી કિંમત હોવા છતાં, હજુ પણ માગ ખૂબ છે.

1928 માં બીઇઓ શીટનો ઉપયોગ ઇન્સ્યુલેટિંગ સામગ્રી તરીકે શરૂ થયો હતો, પરંતુ 1930 સુધી, બીઇઓને મુખ્યત્વે ફોસ્ફોરેસન્ટ પદાર્થ તરીકે અન્ય સામગ્રી સાથે મિશ્ર કરવામાં આવતો હતો.

બીજા વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન, ઉચ્ચ શુદ્ધતાવાળી બેરિલિયા સેરામિક્સ પ્લેટનું ઉત્પાદન પ્રથમ વખત કરવામાં આવ્યું હતું. 1946 માં, એવું શોધાયું કે બેરિલિયમ ઓક્સાઇડની ઉષ્મા વહનતા અત્યંત ઊંચી છે. તે સમયે, તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પરમાણુ ઉપકરણોમાં થતો હતો. 1950 ના મધ્ય સુધીમાં બેરિલિયમ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, માપન સાધનો, સંચાર અને એરોસ્પેસ ટેકનોલોજીમાં શરૂ થયો.

બેરિલિયમ ઓક્સાઇડ સબસ્ટ્રેટની ગલન તાપમાન સીમા 2530°C થી 2570°C છે, જેની સૈદ્ધાંતિક ઘનતા 3.02 g/cm³ છે. તેનો ઉપયોગ લાંબા સમય સુધી શૂન્યાવકાશમાં 1800°C, નિષ્ક્રિય વાયુઓમાં 2000°C પર કરી શકાય છે, અને ઑક્સિડાઇઝિંગ વાતાવરણમાં 1800°C થી બાષ્પીભવન શરૂ થાય છે. બેરિલિયમ ઓક્સાઇડ સેરામિક્સની સૌથી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા એ તેની ઊંચી ઉષ્મા વહનતા છે, જે ધાતુ એલ્યુમિનિયમની સરખામણીએ છે અને એલ્યુમિના કરતાં 6-10 ગણી વધુ છે. તે ડાયઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી છે જેમાં વિશિષ્ટ વિદ્યુતીય, ઉષ્મા અને યાંત્રિક લાક્ષણિકતાઓ છે, અને કોઈ અન્ય સામગ્રી આટલી વિશાળ શ્રેણીની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતી નથી.

બેરિલિયમ ઑક્સાઇડ સેરામિક શીટને માઇક્રોવેવ ટેકનોલોજી, વેક્યુમ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, પરમાણુ ટેકનોલોજી, માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક્સનાં ક્ષેત્રોમાં ઉચ્ચ ઉષ્મા વાહકતા, ઊંચા ગલનબિંદુ, મજબૂતાઈ, ઉચ્ચ નિરોધકતા, ઓછા ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક, ઓછી ડાયઇલેક્ટ્રિક હાનિ અને પેકેજિંગ પ્રક્રિયાઓ સાથેની સારી અનુકૂલતાને કારણે મૂલ્ય આપવામાં આવે છે અને તેનો ઉપયોગ થાય છે. ખાસ કરીને, તેમનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-ઉષ્મા વાહકતાવાળા ઘટકોના ઉત્પાદન માટે મુખ્ય સેરામિક સામગ્રી તરીકે થાય છે જેમાં ઉચ્ચ-શક્તિના અર્ધવાહક ઉપકરણો, ઉચ્ચ-શક્તિના એકીકૃત સર્કિટો, ઉચ્ચ-શક્તિના માઇક્રોવેવ વેક્યુમ ઉપકરણો અને પરમાણુ રિએક્ટરોનો સમાવેશ થાય છે, જે સૈન્ય ક્ષેત્ર તેમ જ રાષ્ટ્રીય અર્થતંત્ર બંનેમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

ઉડ્ડયન ઇલેક્ટ્રોનિક ટેકનોલોજી કન્વર્ઝન સર્કિટ્સ, તેમજ વિમાનો અને ઉપગ્રહ સંચાર સિસ્ટમોમાં, BeO પ્લેટનો ઉપયોગ બ્રેકેટ અને એસેમ્બલી ઘટકો માટે વ્યાપકપણે થાય છે; તેનો અંતરિક્ષયાન ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં પણ સંભાવ્ય ઉપયોગ છે. BeO સેરામિક્સમાં અત્યંત ઊંચી થર્મલ શોક પ્રતિકારકતા હોય છે અને જેટ વિમાનોના ડિટોનેટર્સમાં ઉપયોગ થઈ શકે છે. ધાતુના કોટિંગ સાથેની BeO પ્લેટનો ઉપયોગ વિમાનના પ્રોપલ્શન ઉપકરણોની નિયંત્રણ પ્રણાલીઓમાં થયો છે, અને છાંટેલી ધાતુયુક્ત બેરિલિયમ ઑક્સાઇડ લાઇનરનો ઉપયોગ ઓટોમોબાઇલ આગ લગાડવાના ઉપકરણોમાં થયો છે.

BeO સેરામિક્સ પ્લેટમાં ઉત્કૃષ્ટ ઉષ્ણતા વહનતા હોય છે અને તેનું લઘુકરણ કરવું સરળ છે, જે લેસર ક્ષેત્રે વ્યાપક ઉપયોગની સંભાવના દર્શાવે છે; ઉદાહરણ તરીકે, BeO લેસર ક્વાર્ટ્ઝ લેસર કરતાં વધુ કાર્યક્ષમ હોય છે અને તેનો આઉટપુટ પાવર વધુ હોય છે. ઉડ્ડયન, અંતરિક્ષ અને સૈન્ય સાધનોમાં BeO સેરામિક સામગ્રીનો ઉપયોગ અપરિવર્તનીય ભૂમિકા ભજવે છે, અને તેથી BeOની માંગ વર્ષે વર્ષે વધી રહી છે.

સંયુક્ત રાજ્યોમાં, 1990 ના દાયકાના અંતમાં BeO શીટનું ઉત્પાદન 1980 ના દાયકાના અંત કરતાં 3 થી 5 ગણું હતું, અને હાલમાં તે 8–12% ના દરે વધી રહ્યું છે, જે 200 ટનથી વધુની સપાટીએ પહોંચ્યું છે. થોડા વર્ષો પહેલાં, યુ.એસ. ડિફેન્સ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ સપ્લાય સેન્ટરે ઉદ્યોગ માટે ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા ધરાવતી BeO સેરામિક સામગ્રી વિકસાવવા માટે એક યોજના રજૂ કરી હતી અને તે પછીથી પ્રગતિ કરી છે. સપ્લાય સેન્ટરની સામગ્રી કેટલોગમાં, બેરિલિયમ ઑક્સાઇડ શીટની સ્થિતિ ધીમે ધીમે વધી રહી છે, અને આગામી વર્ષોમાં, બેરિલિયમ ઑક્સાઇડ સૈન્ય ઉચ્ચ-શક્તિ MCMs (મલ્ટી-ચિપ મોડ્યુલ) માટે પસંદગીની સામગ્રી બનશે.

ટેક્નિકલ સ્પેક્સ