Индивидуальный стержень из борного нитрида, керамический стержень BN

основное преимущество стержней нитрида бора заключается в их уникальных возможностях теплового управления. Они обладают не только отличной теплопроводностью (обычно в диапазоне 30–60 Вт/м·К, а для некоторых ориентированных материалов — ещё выше), но и могут быстро отводить и рассеивать тепло из зоны источника тепла, предотвращая выход электронных или высокотемпературных устройств из строя из-за локального перегрева; в то же время они являются превосходным электрическим изолятором, сохраняя хорошую изоляционную способность даже при высоких температурах. Такое редкое сочетание «высокой теплопроводности» и «высокой изоляции» делает нитрид бора предпочтительным материалом для решения противоречия между теплоотведением и изоляцией в электронных устройствах с высокой плотностью мощности (например, IGBT, лазеры) и в оборудовании для производства полупроводников (например, электростатические патроны, основания нагревателей). Использование стержней нитрида бора в качестве креплений для теплоотвода или изолирующих элементов теплопередачи позволяет значительно повысить плотность мощности, эксплуатационную стабильность и срок службы оборудования

2. Стержни нитрида бора могут стабильно работать в инертной или восстановительной атмосфере длительное время при сверхвысоких температурах выше 1800 °C, а также выдерживать продолжительные высокие температуры около 1200 °C в воздушной среде (температура начала окисления составляет около 850 °C, однако после образования плотной плёнки оксида бора на поверхности они обеспечивают кратковременную защиту). Что ещё важнее, коэффициент теплового расширения у них чрезвычайно низкий и изотропный, что обеспечивает им беспрецедентную устойчивость к термоударам. Независимо от того, происходит быстрое охлаждение из высокотемпературной среды или мгновенный нагрев до высокой температуры, стержни нитрида бора эффективно противостоят огромным термическим напряжениям, вызванным градиентами температуры, предотвращая растрескивание или отслаивание. Эти свойства делают их высоко надёжными и долговечными при использовании в качестве тиглей, опор или каналов в процессах, требующих частых перепадов температуры, таких как плавление металлов, выращивание кристаллов и спекание порошков
3. Благодаря своей гексагональной слоистой кристаллической структуре, схожей с графитом, нитрида бора обладает чрезвычайно низким коэффициентом трения (обычно от 0,2 до 0,4), что делает его превосходным твёрдым смазочным материалом. Это свойство самосмазывания позволяет ему эффективно работать в экстремальных условиях, таких как высокая температура, высокие нагрузки, вакуум или ситуации, где невозможно использовать жидкие смазки (например, подшипники, направляющие, уплотнительные кольца в высокотемпературных печах), эффективно снижая износ и уменьшая сопротивление движению. В то же время нитрид бора обладает исключительной химической инертностью и высокой устойчивостью к большинству расплавленных металлов (таких как алюминий, медь, расплавленная сталь), расплавленным солям, стеклянным расплавам, а также сильным кислотам и щелочам, что делает его устойчивым к химическим реакциям и коррозии. Это позволяет стержням из нитрида бора длительное время сохранять структурную целостность и функциональную стабильность при использовании в качестве компонентов, контактирующих с расплавленными материалами, в таких отраслях, как металлургия, химическая промышленность и производство стекла, например, в литниковых отверстиях, защитных трубках термопар и мешалках.

4. В отличие от многих высокопрочных керамических материалов, которые трудно обрабатывать, таких как глинозём и карбид кремния, стержни нитрида бора относительно мягкие и имеют твёрдость по шкале Мооса всего около 2. Их можно напрямую обрабатывать с использованием стандартных твёрдых сплавов или алмазных инструментов для точной обработки, включая токарную, фрезерную, сверлильную, строгальную и шлифовальную операции, без необходимости дорогостоящей и длительной послеспекшей обработки. Это свойство значительно упрощает производственный процесс, снижает производственные затраты и циклы изготовления и особенно подходит для производства мелких партий, множества разновидностей и сложных по форме нестандартных деталей. Инженеры могут гибко обрабатывать стержни нитрида бора на точные детали различных размеров и форм в соответствии с конкретными требованиями применения, например, тонкостенные трубки, сложные приспособления, резьбовые элементы и т.д., чтобы удовлетворить индивидуальные потребности в различных сферах — от производства полупроводников до научных исследований.

5. Область применения стержней нитрида бора охватывает несколько высокотехнологичных отраслей. В полупроводниковой промышленности он является ключевым материалом для изготовления тиглей для выращивания монокристаллов соединений полупроводников, таких как GaAs и GaN, а также нагревательных элементов для систем молекулярно-лучевой эпитаксии (MBE). В области высокотемпературных промышленных печей его используют в качестве форм для спекания, толкающих пластин и направляющих реек благодаря его низкой адгезии, устойчивости к высоким температурам и термостойкости. В вакуумной технике он может применяться в качестве изоляционных и опорных элементов для горячей зоны высокотемпературных вакуумных печей. В аэрокосмической и ядерной энергетике он используется для изготовления конструкционных элементов и деталей, поглощающих нейтроны, устойчивых к экстремальным температурам. Кроме того, стержни нитрида бора стали незаменимым ключевым материалом в научно-исследовательском оборудовании, специальной металлургии и формах для производства высокопроизводительных композиционных материалов благодаря своим комплексным эксплуатационным преимуществам, обеспечивая прочную материальную основу для развития современных промышленных технологий.

Параметры