Boron Nitride Ceramic Threaded Bushing BN Ceramic Parts

Detalii produs

Prezentare generală a tuburilor ceramice din borură de nitrid pirolitic (PBN)

1.1 Introducere generală
Tubul ceramic din borură de nitrid pirolitic (PBN) este un cilindru gol de înaltă performanță, din ceramică cu proprietăți anizotrope evidente, etanșeitate excepțională la vid ultramarit, izolare electrică de înaltă tensiune remarcabilă și conductivitate termică direcțională. Asigură o control precis al căldurii într-o direcție specifică, rezistență la radiații și degajare redusă de gaze, fiind utilizat pe scară largă în echipamentele pentru vid ultramarit, în domeniul semiconductor și în echipamentele de testare de înaltă precizie la temperaturi ridicate, ca o ceramică avansată indispensabilă, diferită de cea din aluminiu, AlN și borură de nitrid presată la cald.

1.2 Compoziție chimică și microstructură

• Ceramică monofazică din borură de nitrid pură, cu structură cristalină de puritate excepțională formată prin depunere din fază de vapori, conținând un număr minim de elemente impure.
  
• Rețea cristalină hexagonală stratificată distinctă, care evidențiază o anizotropie evidentă în ceea ce privește performanțele termice și mecanice între direcțiile axei a și axei c.
  
• Densitate aparentă: 2,10–2,15 g/cm³ pentru plăcile semifabricate, 2,15–2,19 g/cm³ pentru tuburile de creuzet; structură densă, fără pori transmitanță extrem de scăzută de heliu .
  

2. Proces de fabricație

2.1 Pregătirea materiei prime pentru depunerea în fază de vapori

Sursa de bor de înaltă puritate și gazul purtător de azot sunt dozate cu precizie, purificate pentru eliminarea impurităților sub formă de particule și supuse unui control strict al debitului gazos pentru a garanta o depunere uniformă a cristalelor și o creștere stabilă a rețelei stratificate.
Pasul A: Reacție în fază de vapori la temperatură ridicată într-un cuptor etanș, cu gradient termic controlat.
Pasul B: Depunere stratificată lentă pentru formarea unor straturi complete și uniforme de BN hexagonal.
Pasul C: Formarea unui semifabricat integrat compact de tub PBN, fără pori interni sau microfisuri.
Pasul D: Temperatură strict constantă curbă pentru a evita deformarea și tensiunile interne în timpul depunerii.

2.2 Tăiere de precizie și prelucrare controlabilă

Pasul A: Modelarea prin matrițare a semifabricatelor tubulare goale, folosind un dispozitiv proiectat în mod special, după depunere.
Pasul B: Tăiere programată lentă pentru a elimina tensiunile interne neuniforme din interiorul corpurilor tubulare.
Pasul C: Preformele tubulare răcite păstrează forma complet rotundă fără deformare înainte de prelucrarea ulterioară.
Tratament secundar de recoacere pentru eliminarea tensiunilor reziduale de deformare, îmbunătățirea tenacității corpului tubular și evitarea fisurării în timpul prelucrării de precizie.

2.3 Tăierea semifabricatelor și modelarea stocului
Se taie prin tăiere cu fierăstrău semifabricatul sinterizat PBN de dimensiuni mari în stoc tubular semifinisat standard; se rectifică suprafețele interioară și exterioară ale tubului pentru a respecta standardele dimensionale uniforme ale țevilor destinate inspecției comerciale pentru detectarea defectelor interne; tratamentul de recoacere elimină tensiunile reziduale de la suprafață, iar verificarea vizuală permite respingerea semifabricatelor defectuoase. Acest stoc tubular semifinisat este material brut livrat producătorilor de componente.

3. Profilul performanței principale (caracteristica definitorie)

3.1 Performanță termică anizotropă distinctă

• Conductivitate termică direcțională : 60 W/m·K de-a lungul axei a și doar 2,60 W/m·K de-a lungul axei c la 200 °C, realizând conducția termică unidirecțională și izolarea termică verticală în scenarii care necesită control precis al temperaturii.
  
• Serviciu stabil pe termen lung în cicluri alternative de căldură și frig, rezistență excelentă la șoc termic rezistență fără crăpături sau deformări.
  
• Transmitanță ultra-redusă a heliului de 1×10⁻¹⁰ cm³/s, compatibilitate perfectă cu camerele de vid ultra-înalt (UHV).
  

3.2 Izolare electrică excelentă

• Rezistivitatea volumetrică atinge 3,11×10¹¹ Ω·cm, menținând o izolare stabilă într-un domeniu larg de temperaturi și frecvențe.
  
• Dielectric foarte înalt rezistență la străpungere până la 56 kV/mm la temperatura camerei, izolare fiabilă în condiții de tensiune foarte înaltă de funcționare.
  
• Proprietate de izolare stabilă sub radiație continuă de înaltă frecvență, mult superioară plasticelor polimerice, care se degradează rapid la temperaturi ridicate și sub acțiunea radiației.
  

3.3 Compatibilitate chimică și în vid

• Inert față de majoritatea acizilor , alcalii, solvenți organici și uleiuri; corodat doar ușor de acidul fluorhidric și de alcaliile metalice topite puternice.
  
• Eliberare zero de gaze în vidul ultraperfecționat, fără poluare a mediilor de procesare pentru waferele semiconductoare și componentele optice.
  
• Stabilitate excepțională la radiații (raze X, gamma și iradiere cu particule), potrivită pentru dispozitivele de precizie din domeniul energiei nucleare și aerospace.
  

3.4 Performanță mecanică și siguranță

• Rezistență mecanică anizotropă: rezistență la încovoiere de 243,63 N/mm² (forță paralelă cu axa c), 197,76 N/mm² (forță perpendiculară pe axa c), prelucrare flexibilă pentru profile complexe de tuburi.
  
• Durețate microscopica Knoop de 691,88 N/mm² , duritate moderată care permite tăierea, găurirea și strunjirea ușoară, fără uzură severă a sculelor.
  
• Material anorganic netoxic, fără compuși organici volatili, sigur pentru echipamentele din domeniile electronic, medical și nuclear.
  
• Structură densă și continuă a peretelui tubular, durată lungă de funcționare în condiții de spălare continuă cu fluide sau gaze în cuptoarele în vid.

4. Principalele limitări

• Nu este potrivit pentru funcționarea pe termen lung într-un mediu cu metale alcaline topite puternice; va apărea o ușoară coroziune la suprafață.
  
• Conductivitatea termică diferă semnificativ între cele două direcții cristaline; proiectarea orientată trebuie rezervată în desenul fixării.
  
• Material superior cost mai mare decât nitridul de bor sinterizat la temperatură ridicată, nu este prima alegere pentru piesele obișnuite de izolare la temperaturi ridicate, cu cost scăzut.
  

5. Principalele aplicații industriale
5.1 Vid înalt și semiconductor
Mâneci de izolare pentru camere UHV, bariere termice direcționale pentru încălzirea substraturilor, tuburi de izolare pentru echipamente cu fascicul de electroni, căptușeli pentru creuzetele utilizate la depunerea filmelor semiconductoare.
5.2 Aero spațial și teste de radiații
Mâneci de izolare termică de precizie pentru sateliți, suporturi structurale pentru protecția împotriva radiațiilor în spațiu, tuburi de izolare la înaltă tensiune pentru acceleratoare de particule.
5.3 Electronice de precizie la înaltă tensiune
Mâneci de izolare pentru bobine de frecvență radio, căptușeli de izolare pentru sursele de alimentare înaltă frecvență, tuburi de reglare a temperaturii pentru cavitățile rezonante ale laserului.
5.4 Optică și instrumente de precizie
Mâneci de încălzire cu bază optică, racorduri interne de izolare pentru microscopul electronic, tuburi de fixare cu reglare termică pentru echipamente de metrologie de precizie.
5.5 Industria medicală și nucleară
Dispozitive de testare pentru blindarea contra radiațiilor, mâneci de poziționare de laborator fără contaminare, tuburi izolante cu pierderi reduse pentru protecția împotriva radiațiilor în reactoare nucleare.

6. Poziționarea materialelor
Tubul ceramic din borură nitridă pirolitică (PBN) acoperă decalajul de performanță dintre ceramica BN presată la cald obișnuită și cea din nitrid de aluminiu. Oferește etanșeitate ultraînaltă în vid , control termic anizotrop și rezistență superioară la radiații. Comparativ cu BN-ul presat la cald, PBN are permeabilitate zero la aer și o rezistență dielectrică mult mai ridicată; comparativ cu AlN, PBN realizează izolare termică unidirecțională, păstrând în același timp stabilitatea completă a izolării la înalte frecvențe. Este materialul preferat de înaltă performanță sub formă de tub gol pentru componente de precizie personalizate care funcționează în medii cu vid ultraînalt, radiații intense și gradienți de temperatură preciși.

Parametru

Istoricul dezvoltării

Brevete și Certificări

Ambalaj

Servicii                                                                         

Întrebări frecvente