Barra personalizzata in nitruro di boro (BN), barra ceramica

il vantaggio principale delle barre di nitruro di boro risiede nelle loro uniche capacità di gestione termica. Oltre ad avere un'elevata conducibilità termica (generalmente nell'intervallo di 30-60 W/m·K, e persino superiore per alcuni materiali orientati), è in grado di condurre e disperdere rapidamente il calore dalla zona della sorgente termica, evitando il malfunzionamento di dispositivi elettronici o ad alta temperatura a causa di surriscaldamenti localizzati; allo stesso tempo, è anche un eccellente isolante elettrico, che può mantenere ottime prestazioni di isolamento anche a temperature elevate. Questa rara combinazione di "alta conducibilità termica" e "alto isolamento" ne fa il materiale preferito per risolvere il contrasto tra dissipazione del calore e isolamento nei dispositivi elettronici ad alta densità di potenza (come gli IGBT, i laser) e nelle attrezzature per la produzione di semiconduttori (come i morsetti elettrostatici, le basi riscaldanti). Utilizzando barre di nitruro di boro come supporti di dissipazione termica o elementi di trasferimento termico isolanti, è possibile migliorare significativamente la densità di potenza, la stabilità operativa e la durata dell'apparecchiatura

2. Le barre di nitruro di boro possono funzionare stabilmente in atmosfera inerte o riducente per lunghi periodi in ambienti ad altissima temperatura superiori a 1800 ℃, e possono anche resistere a temperature elevate sostenute di circa 1200 ℃ in atmosfera (la loro temperatura di inizio ossidazione è di circa 850 ℃, ma possono garantire una protezione a breve termine dopo la formazione di un film denso di ossido di boro sulla superficie). Ancor più importante, il coefficiente di dilatazione termica è estremamente basso e isotropo, caratteristica che conferisce loro una resistenza al choch termico senza pari. Sia nel raffreddamento rapido da un ambiente ad alta temperatura sia nel riscaldamento istantaneo ad alta temperatura, le barre di nitruro di boro riescono efficacemente a resistere agli enormi stress termici causati dai gradienti di temperatura, evitando crepe o sfogliature. Questa caratteristica le rende altamente affidabili e durature quando utilizzate come crogioli, supporti o canali in processi che richiedono frequenti variazioni di temperatura, come la fusione dei metalli, la crescita dei cristalli e la sinterizzazione delle polveri
3. Grazie alla sua struttura cristallina esagonale a strati simile a quella del grafite, le barre di nitruro di boro presentano un coefficiente d'attrito estremamente basso (generalmente compreso tra 0,2 e 0,4), rendendole un eccellente materiale lubrificante solido. Questa proprietà autoripulente consente loro di funzionare efficacemente in condizioni operative estreme come alte temperature, carichi elevati, vuoto oppure in situazioni in cui non possono essere utilizzati lubrificanti liquidi (ad esempio cuscinetti, guide lineari e anelli di tenuta nei forni ad alta temperatura), riducendo efficacemente l'usura e abbassando la resistenza operativa. Allo stesso tempo, il nitruro di boro è estremamente chimicamente inerte e presenta un'eccellente resistenza contro la maggior parte dei metalli fusi (come alluminio, rame, acciaio fuso), sali fusi, vetri fusi, nonché acidi e basi forti, risultando poco soggetto a reazioni chimiche o corrosione. Ciò permette alle barre di nitruro di boro di mantenere integrità strutturale e stabilità funzionale per lunghi periodi quando utilizzate come componenti a contatto con materiali fusi in settori come la metallurgia, l'ingegneria chimica e la produzione del vetro, ad esempio in ugelli di colata, tubi di protezione per termocoppie e agitatori.

a differenza di molte ceramiche ad alte prestazioni difficili da lavorare, come l'allumina e il carburo di silicio, le barre di nitruro di boro sono relativamente morbide, con una durezza Mohs di circa 2. Possono essere lavorate direttamente utilizzando utensili standard in lega dura o diamantati per operazioni di precisione come tornitura, fresatura, foratura, piallatura e rettifica, senza la necessità di costosi e lunghi trattamenti post-sinterizzazione. Questa caratteristica semplifica notevolmente il processo produttivo, riduce i costi e i tempi di produzione ed è particolarmente adatta alla realizzazione di piccoli lotti, articoli multivariati e componenti irregolari e complessi. Gli ingegneri possono lavorare in modo flessibile le barre di nitruro di boro in parti di precisione di diverse dimensioni e forme secondo specifiche esigenze applicative, come tubi sottili, dispositivi complessi, componenti filettati, ecc., soddisfacendo così esigenze personalizzate in diversi scenari, dalla produzione di semiconduttori agli esperimenti di ricerca scientifica.

5. L'ambito applicativo delle barre di nitruro di boro si estende a diversi settori ad alta tecnologia. Nell'industria dei semiconduttori, è un materiale chiave per la produzione di crogioli utilizzati nella crescita di cristalli di semiconduttori composti come GaAs e GaN, nonché di componenti riscaldanti per sistemi di epitassia a fascio molecolare (MBE). Nel campo dei forni industriali ad alta temperatura, viene impiegato come supporti per sinterizzazione, piastre spingenti e guide grazie alla sua inerzia chimica, resistenza alle alte temperature e resistenza al choque termico. Nella tecnologia del vuoto, può essere utilizzato come componenti isolanti e di supporto per la zona calda di forni sotto vuoto ad alta temperatura. Nei settori aerospaziale ed energetico nucleare, trova impiego in componenti strutturali e parti assorbenti di neutroni resistenti a temperature estreme. Inoltre, le barre di nitruro di boro sono diventate un materiale chiave insostituibile nell'equipaggiamento per la ricerca scientifica, nella metallurgia speciale e nei modelli per la formatura di materiali compositi ad alte prestazioni, fornendo una solida base materiale allo sviluppo della tecnologia industriale moderna.

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