1.1 Účinný výkon pri odvádzaní tepla
Hlavnou výhodou tyče z borazidu leží v ich jedinečnej možnosti tepelného manažmentu . Má vynikajúce tepelná vodivosť udržiavané v rozmedzí 30–60 W/m·K a materiály orientovanej triedy dokážu dosiahnuť ešte vyššiu účinnosť tepelnej vodivosti. Materiál dokáže rýchlo absorbovať, viesť a rozptýliť sústredené teplo z oblasti zdroja tepla , čím účinne predchádza vypáleniu zariadenia, degradácii výkonu a prevádzkovej poruche spôsobenej lokálnym prehrievaním a dlhodobou akumuláciou tepla. Keďže moderné elektronické a polovodičové zariadenia sa vyvíjajú smerom k vysoká hustota energie vyššej výkonnosti a miniaturizácii, vnútorný tepelný tok stále stúpa, čo robí účinné a stabilné odvádzanie tepla nevyhnutným základným požiadavkám pre vysokorozlíšené priemyselné zariadenia.
1.2 Stabilita izolácie pri vysokých teplotách
Na rozdiel od väčšiny tepelne vodivých materiálov, ktoré stratia dielektrické vlastnosti pri vysokých teplotách, tyče z borazidu slúžia ako vynikajúce elektrické izolátory a udržiavajú stabilný izolačný výkon za nepretržitých podmienok práce pri vysokých teplotách. Dokonalá kombinácia „vysoká tepelná vodivosť“ a „vysoká izolácia“ vyrieši dlhodobo pretrvávajúci technický spor medzi odvádzaním tepla a elektrickou izoláciou. Široko sa používa v elektronických zariadeniach s vysokou výkonovou hustotou, ako sú IGBT a priemyselné lasery, ako aj v kľúčových komponentoch zariadení na výrobu polovodičov, vrátane elektrostatických upínačov a základní ohrievačov. Použitím tyčí z borazidu ako nosníkov na odvod tepla a izolačných prvkov na prenos tepla sa výrazne zvyšuje výkonová hustota zariadení, ich prevádzková stabilita a celková životnosť.
2 Odolnosť voči vysokým teplotám a tepelným šokom
2.1 Ultra-stabilita pri vysokých prevádzkových teplotách
Tyče z borazidu vynikajúca vysokoteplotná odolnosť, ktorá umožňuje dlhodobý stabilný prevádzkový režim v inertných alebo redukčných atmosférach pri teplotách vyšších ako 1800 ℃ . V bežných atmosferických prostrediach môžu po neustále vydržať prevádzkové teploty približne 1200 ℃ . Hoci je teplota začiatku oxidácie 850 ℃ je na povrchu materiálu po vysokoteplotnej oxidácii tvorená hustá a kompaktná ochranná vrstva z oxidu bórového, ktorá poskytuje účinnú krátkodobú ochranu proti oxidácii a bráni ďalšiemu štrukturálnemu poškodeniu a zhoršovaniu vlastností v prostredí vysokých teplôt.
2.2 Vynikajúca odolnosť voči tepelným šokom
Materiál má extrémne nízku, izotropnú súčiniteľ tepelného rozťažnosti , čo mu poskytuje neprekonateľnú odolnosť voči tepelnému šoku vyšší ako keramika na báze oxidu hlinitého a karbidu kremíka. Účinne odoláva veľkým tepelným napäťiam spôsobeným prudkými teplotnými gradientmi počas rýchleho vyhrievania pri vysokých teplotách a okamžitého chladenia kvapalinou, čím sa predchádza štrukturálnym poruchám, ako sú praskliny, odlupovanie a odpadávanie povrchu. Táto vysoká stabilita zabezpečuje dlhodobú spoľahlivosť pri častých cykloch teplotných zmen, vrátane topenia kovov, rastu kryštálov a sinterovania práškov, čo ho robí ideálnym trvalým materiálom pre taviace tielka, nosné rámy a komponenty tokových kanálov.
3 Samomazivý výkon a chemická stabilita
3.1 Vlastná nízka trenie a samomazivé vlastnosti
Vďaka svojej grafitovej šesťhrannej vrstvovej kryštalickej štruktúre tyče z borazidu majú extrémne nízku koeficient trenia hodnotu v rozmedzí od 0,2 do 0,4 a slúžia ako vysoce výkonné anorganické pevné mazivé materiály vnútorná samomazná vlastnosť zabezpečuje stabilné zníženie trenia za extrémnych prevádzkových podmienok, pri ktorých kvapalné mazivá zlyhávajú, vrátane vysokých teplôt, veľkých zaťažení a prostredí s vysokým vakuum. Je široko používaná v ložiskách pecí na vysoké teploty, vedeniach a tesniacich krúžkoch, čím účinne zníži mechanické opotrebovanie, zníži prevádzkový odpor a predĺži životnosť pohyblivých častí.
3.2 Vysoká chemická neaktívnosť a odolnosť voči korózii
Tyče z borazidu vykazujú extrémne silnú chemická inertnosť s vynikajúcou odolnosťou voči rôznym prísne korozívnym prostrediam. Sú stabilné voči roztaveným kovom, ako je hliník, meď a roztavená oceľ, ako aj voči roztaveným soliam, skleneným taveninám, silným kyselinám a silným zásadám a neprebiehajú v nich žiadne chemické reakcie, rozpúšťanie ani korózia. Táto vynikajúca chemická stabilita umožňuje tyčiam udržiavať úplnú štruktúrnu celistvosť a funkčnú stabilitu počas dlhodobého používania v oblastiach metalurgie, chemickej technológie a výroby skla, najmä pre súčasti v kontakte s roztavenými prostrediami, vrátane výlevných otvorov, ochranných trubiek pre teplomerové články a miešacích tyčí.
4 Presná obrárateľnosť a flexibilita prispôsobenia
4.1 Vynikajúce charakteristiky ľahkej obrárateľnosti
V porovnaní s tvrdými a ťažko spracovateľnými keramickými materiálmi s vysokým výkonom, ako je oxid hlinitý a karbid kremíka, tyče z borazidu vykazujú nízku tvrdosť s Tvrdosť podľa Mohsa iba približne 2. Materiál je možné priamo spracovať pomocou štandardných nástrojov z tvrdého kovu alebo diamantu na vykonanie presných operácií, vrátane sústruženia, frézovania, vŕtania, hobľovania a brúsenia. Nie je potrebné zložité, nákladné a časovo náročné po-sinterovacie spracovanie, čo výrazne zjednodušuje výrobný proces, zníži výrobné náklady a skráti výrobné cykly.
4.2 Prispôsobiteľné prispôsobenie pre zložité súčiastky
Táto výhoda spracovania robí tyče z borového nitridu veľmi vhodnými pre výrobu malých sérií, množstva rôznych typov a zložito tvarovaných nepravidelných súčiastok. Inžinieri môžu materiál flexibilne spracovať na presné komponenty rôznych veľkostí a štruktúr, napríklad tenkostenné trubice, zložité upevňovacie prvky a závitové súčiastky. Plne spĺňa rozmanité individuálne požiadavky v oblastiach vysokej presnosti – od výrobného vybavenia pre polovodičový priemysel až po laboratórne vedecké experimenty.
5 Rozmanité vysokonáročné aplikácie
5.1 Aplikácie v polovodičovom a vysokovakuumovom priemysle
Tyče z borazidu sú nevyhnutnými kľúčovými materiálmi v polovodičovom priemysle a široko sa používajú na výrobu tiel pre rast kryštálov zlúčenín GaAs a GaN, ako aj na vykurovacie konštrukčné súčasti systémov molekulárneho lúčového epitaxie (MBE). Vo vysokovakuumovej technike slúžia ako profesionálne izolačné a nosné komponenty horúcej zóny vysokoteplotných vysokovakuumových pecí, čím zabezpečujú stabilnú tepelnú izoláciu a konštrukčnú podporu v prostredí vysokoteplotného vysokovakua.
5.2 Aplikácie v priemyselných peciach, v leteckej a vesmírnej technike a vo vedeckovýskumnej činnosti
Pri výrobe priemyselných pecí na vysoké teploty sa materiál používa ako prípravky na spekanie, tlačné dosky a vodidlá vďaka svojim nelepivým, odolným voči vysokým teplotám a odolným voči tepelným šokom vlastnostiam. V oblasti leteckej a vesmírnej techniky a jadrovej energie sa používa na konštrukčné súčiastky odolné voči extrémnym teplotám a na časti absorbujuce neutróny. Okrem toho sa tyče z boraziku používajú ako základné materiály pre vedeckovýskumné zariadenia, špeciálnu metalurgiu a formy na lisovanie vysokovýkonnostných kompozitov, čím poskytujú pevný materiálový základ pre inovácie a modernizáciu moderných vysokošpecifických priemyselných technológií.
EN
