Spersonalizowany pręt z azotku boru, ceramiczny pręt BN

główną zaletą prętów azotku boru jest ich unikalna zdolność do zarządzania ciepłem. Posiadają one nie tylko doskonałą przewodność cieplną (zwykle w zakresie 30–60 W/m·K, a nawet wyższą dla niektórych materiałów skierowanych), ale także potrafią szybko przewodzić i rozpraszać ciepło z obszaru źródła ciepła, zapobiegając uszkodzeniom urządzeń elektronicznych lub urządzeń pracujących w wysokich temperaturach spowodowanym lokalnym przegrzaniem; równocześnie są również doskonałym izolatorem elektrycznym, który może zachować dobrą wydajność izolacyjną nawet w wysokich temperaturach. To rzadkie połączenie „wysokiej przewodności cieplnej” i „wysokiej izolacyjności” czyni je materiałem preferowanym do rozwiązywania sprzeczności między odprowadzaniem ciepła a izolacją w urządzeniach elektronicznych o dużej gęstości mocy (takich jak IGBT, lasery) oraz w sprzęcie do produkcji półprzewodników (np. chwytaki elektrostatyczne, podstawy grzejne). Stosując pręty azotku boru jako wsporniki chłodzące lub elementy izolacyjne przewodzące ciepło, można znacząco poprawić gęstość mocy, stabilność pracy oraz czas użytkowania urządzenia

2. Pręty azotku boru mogą pracować stabilnie w atmosferze obojętnej lub redukującej przez długi czas w warunkach ultra wysokich temperatur powyżej 1800 ℃, a także wytrzymują długotrwałe działanie temperatur około 1200 ℃ w atmosferze (temperatura rozpoczęcia utleniania wynosi około 850 ℃, jednak po utworzeniu się gęstej warstwy tlenku boru na powierzchni mogą zapewnić krótkotrwałą ochronę). Co ważniejsze, współczynnik rozszerzalności cieplnej jest ekstremalnie niski i izotropowy, co nadaje im niezrównaną odporność na szoki termiczne. Niezależnie od szybkiego schłodzenia z wysokiej temperatury czy nagrzewania w wysokiej temperaturze, pręty azotku boru skutecznie opierają się ogromnemu naprężeniu termicznemu spowodowanemu gradientami temperatur, unikając pęknięć lub łuszczenia się. Ta cecha czyni je szczególnie niezawodnymi i trwałościowymi w zastosowaniach jako tygiele, podpory czy kanały w procesach wymagających częstych zmian temperatury, takich jak topienie metali, wzrost kryształów czy spiekanie proszków
3. Dzięki swojej sześciokątnej warstwowej strukturze krystalicznej podobnej do grafitu, pręty azotku boru mają bardzo niski współczynnik tarcia (zwykle w zakresie 0,2–0,4), co czyni je doskonałym materiałem smarowym stałym. Ta samosmarująca się właściwość umożliwia im dobrą pracę w ekstremalnych warunkach eksploatacji, takich jak wysoka temperatura, duże obciążenie, próżnia lub sytuacje, w których nie można stosować smarów ciekłych (np. łożyska, prowadnice, pierścienie uszczelniające w piecach wysokotemperaturowych), skutecznie zmniejszając zużycie i opory ruchu. Jednocześnie azotek boru charakteryzuje się bardzo dużą obojętnością chemiczną i doskonałą odpornością na większość stopionych metali (takich jak aluminium, miedź, stal odlewnicza), sole topione, szkła stopione oraz silne kwasy i zasady, przez co mało podatny jest na reakcje chemiczne czy korozję. Umożliwia to prętom azotku boru utrzymywanie integralności strukturalnej i stabilności funkcjonalnej przez długi czas podczas użytkowania jako elementy stykające się z materiałami stopionymi w przemyśle hutniczym, chemicznym i szklarskim, np. wyloty do zalewania, tuleje ochronne do termopar oraz mieszadła.

4. W przeciwieństwie do wielu wysokowydajnych ceramik, które są trudne w obróbce, takich jak tlenek glinu czy węglik krzemu, pręty azotku boru są stosunkowo miękkie i mają twardość wg skali Mohsa wynoszącą około 2. Można je bezpośrednio obrabiać za pomocą standardowych narzędzi z twardego stopu lub diamentowych, stosując precyzyjne metody obróbki, takie jak toczenie, frezowanie, wiercenie, struganie i szlifowanie, bez konieczności wykonywania drogich i czasochłonnych procesów końcowych po spiekaniu. Ta cecha znacznie upraszcza proces produkcyjny, zmniejsza koszty oraz cykl produkcji i jest szczególnie odpowiednia do wytwarzania małych partii, wielu odmian oraz części o złożonym, nieregularnym kształcie. Inżynierowie mogą elastycznie przetwarzać pręty azotku boru na precyzyjne elementy o różnych rozmiarach i kształtach zgodnie z konkretnymi wymaganiami aplikacyjnymi, takie jak cienkościenne rury, złożone oprzyrządowanie, elementy gwintowane itp., aby spełnić potrzeby indywidualnych zamówień w różnorodnych zastosowaniach – od produkcji półprzewodników po eksperymenty naukowe.

5. Zasięg zastosowań prętów azotku boru obejmuje wiele zaawansowanych technologicznie dziedzin. W przemyśle półprzewodnikowym jest kluczowym materiałem do produkcji tygli służących do wzrostu kryształów półprzewodników złożonych, takich jak GaAs i GaN, a także komponentów grzejnych dla systemów epitaksji wiązki cząsteczkowej (MBE). W dziedzinie przemysłowych pieców wysokotemperaturowych stosuje się go jako elementy spiekające, płyty dociskowe i prowadnice ze względu na brak przylepiania się, odporność na wysoką temperaturę oraz odporność na szoki termiczne. W technologii próżniowej może pełnić funkcję elementów izolacyjnych i podporowych w strefie gorącej wysokotemperaturowych pieców próżniowych. W dziedzinach lotnictwa kosmicznego i energetyki jądrowej wykorzystywany jest do produkcji elementów konstrukcyjnych i części absorbujących neutrony, odpornych na ekstremalne temperatury. Ponadto pręty azotku boru stały się niezastąpionym kluczowym materiałem w sprzęcie badawczym, specjalistycznej metalurgii oraz formach do wytwarzania kompozytów o wysokiej wydajności dzięki swoim kompleksowym zaletom użytkowym, dostarczając solidnej podstawy materiałowej dla rozwoju nowoczesnych technologii przemysłowych.

Parametr