ปลอกเกลียวเซรามิกโบรอนไนไตรด์ ชิ้นส่วนเซรามิก BN

รายละเอียดสินค้า

ภาพรวมของหลอดเซรามิกไนไตรด์โบรอนแบบไพโรไลติก (PBN)

1.1 บทนำทั่วไป
หลอดเซรามิกไนไตรด์โบรอนแบบไพโรไลติก (PBN) คือ เซรามิกทรงกระบอกกลวงที่มีสมรรถนะสูง ซึ่งมีคุณสมบัติแบบแอนิโซโทรปิกเด่นชัด สามารถรักษาสุญญากาศระดับสูงยิ่ง ฉนวนไฟฟ้าแรงสูงที่ยอดเยี่ยม และการนำความร้อนแบบทิศทางเฉพาะ มีความสามารถในการควบคุมความร้อนแบบทิศทางที่แม่นยำ ทนต่อรังสีได้ดี และปล่อยก๊าสน้อยมาก จึงถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในอุปกรณ์สุญญากาศระดับสูงยิ่ง อุปกรณ์กึ่งตัวนำ และอุปกรณ์ทดสอบความแม่นยำที่อุณหภูมิสูง โดยเป็นเซรามิกขั้นสูงที่ไม่สามารถแทนที่ได้ ซึ่งแตกต่างจากอะลูมินา อัลลูมิเนียมไนไตรด์ (AlN) และไนไตรด์โบรอนที่ผ่านกระบวนการอัดร้อน

1.2 องค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างจุลภาค

• เซรามิกไนไตรด์โบรอนเฟสเดียวที่บริสุทธิ์สูง โครงสร้างผลึกบริสุทธิ์สูงยิ่งที่เกิดจากการสะสมจากไอระเหย มีธาตุเจือปนน้อยที่สุด
  
• โครงสร้างผลึกหกเหลี่ยมแบบชั้นซ้อนที่ชัดเจน แสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติแบบแอนิโซโทรปิกอย่างชัดเจน ทั้งในด้านความร้อนและเชิงกลระหว่างทิศทางแกน a กับทิศทางแกน c
  
• ความหนาแน่นปรากฏ: 2.10–2.15 กรัม/ลบ.ซม. สำหรับแผ่นวัตถุดิบแบบแผ่น และ 2.15–2.19 กรัม/ลบ.ซม. สำหรับหลอดภาชนะเผา; มีโครงสร้างแน่นหนาปราศจากช่องว่าง การส่งผ่านฮีเลียมต่ำอย่างยิ่ง .
  

2. กระบวนการผลิต

ขั้นตอนที่ 2.1 การเตรียมวัตถุดิบสำหรับการสะสมแบบไอระเหย

แหล่งธาตุโบรอนความบริสุทธิ์สูงและก๊าซพาไนโตรเจนได้รับการปรับอัตราส่วนอย่างแม่นยำ ผ่านกระบวนการกำจัดสิ่งสกปรกแบบอนุภาคให้บริสุทธิ์ และควบคุมอัตราการไหลของก๊าซอย่างเข้มงวดเพื่อให้การสะสมผลึกเกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอและเติบโตเป็นโครงสร้างผลึกชั้นๆ อย่างมั่นคง
ขั้นตอน ก.: ปฏิกิริยาไอระเหยที่อุณหภูมิสูงภายใต้เตาเผาแบบปิดที่ควบคุมเกรเดียนต์อุณหภูมิอย่างแม่นยำ
ขั้นตอน ข.: การสะสมผลึกชั้นๆ อย่างช้าๆ เพื่อสร้างชั้นไนโตรเจนโบรอน (BN) รูปหกเหลี่ยมที่สมบูรณ์และสม่ำเสมอ
ขั้นตอน ค.: การขึ้นรูปหลอด PBN แบบบูรณาการที่มีความหนาแน่นสูงโดยไม่มีรูพรุนภายในหรือรอยแตกจุลภาค
ขั้นตอน ง: ควบคุมอุณหภูมิให้คงที่อย่างเคร่งครัด เส้นโค้งอุณหภูมิเพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนรูปและการเกิดแรงเครียดภายในระหว่างกระบวนการสะสม

ขั้นตอนที่ 2.2 การตัดด้วยความแม่นยำสูงและการกลึงที่ควบคุมได้

ขั้นตอน ก.: การขึ้นรูปชิ้นงานหลอดกลวงด้วยแม่พิมพ์ตามการออกแบบเฉพาะหลังจากกระบวนการสะสม
ขั้นตอน ข: การตัดแบบโปรแกรมความเร็วต่ำ เพื่อกำจัดความเครียดภายในที่ไม่สม่ำเสมอภายในตัวท่อ
ขั้นตอน ค.: ท่อน้ำเย็นที่ผ่านการหล่อเย็นแล้วรักษารูปร่างกลมสมบูรณ์ไว้โดยไม่เกิดการบิดเบี้ยวก่อนเข้าสู่กระบวนการต่อเนื่อง
การอบร้อนครั้งที่สองเพื่อปลดปล่อยความเครียดที่เหลือจากการขึ้นรูป ปรับปรุงความเหนียวของตัวท่อ และป้องกันการแตกร้าวระหว่างการกลึงความแม่นยำสูง

2.3 การตัดวัตถุดิบและการขึ้นรูปสต๊อกเบื้องต้น
ตัดวัตถุดิบ PBN ที่ผ่านกระบวนการเผาอัดแน่นแล้วเป็นท่อนสต๊อกกึ่งสำเร็จรูปมาตรฐาน ขัดผิวด้านในและด้านนอกของท่อให้มีขนาดสม่ำเสมอตามมาตรฐานสำหรับท่อตรวจสอบคุณภาพเชิงพาณิชย์ เพื่อตรวจจับข้อบกพร่องภายใน การอบร้อนจะช่วยกำจัดความเครียดที่เหลืออยู่บนผิว และคัดแยกวัตถุดิบที่มีข้อบกพร่องออกด้วยการตรวจสอบด้วยสายตา สต๊อกกึ่งสำเร็จรูปที่ได้คือ วัตถุดิบ จัดส่งให้ผู้ผลิตชิ้นส่วน

3. โปรไฟล์สมรรถนะหลัก (คุณลักษณะเฉพาะ)

3.1 สมรรถนะทางความร้อนแบบแอนิโซโทรปิกที่โดดเด่น

• การนำความร้อนแบบทิศทางเฉพาะ : 60 วัตต์/เมตร·เคลวิน ตามแกน-เอ และเพียง 2.60 วัตต์/เมตร·เคลวิน ตามแกน-ซี ที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส ทำให้เกิดการนำความร้อนแบบทิศทางเดียวและการกั้นความร้อนในแนวตั้ง สำหรับสถานการณ์ที่ต้องควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ
  
• การให้บริการที่มีเสถียรภาพในระยะยาวภายใต้สภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงระหว่างอุณหภูมิสูงและต่ำอย่างต่อเนื่อง ทนต่อการช็อกจากความร้อนได้ดีเยี่ยม ความต้านทาน ไม่แตกร้าวหรือบิดเบี้ยว
  
• การซึมผ่านของฮีเลียมต่ำมาก ค่าเท่ากับ 1×10⁻¹⁰ ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อวินาที เข้ากันได้ดีเยี่ยมกับห้องสุญญากาศระดับสูงพิเศษ (UHV)
  

3.2 ฉนวนไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงมาก

• ค่าความต้านทานเชิงปริมาตรสูงถึง 3.11×10¹¹ โอห์ม·เซนติเมตร รักษาสมบัติฉนวนที่มีเสถียรภาพได้ในช่วงอุณหภูมิและช่วงความถี่กว้าง
  
• ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงพิเศษ ความแข็งแรงเชิงไดอิเล็กตริกสูงสุดถึง 56 กิโลโวลต์ต่อมิลลิเมตร ที่อุณหภูมิห้อง ให้การแยกฉนวนที่เชื่อถือได้ภายใต้ แรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษ เงื่อนไขการใช้งาน
  
• สมบัติฉนวนที่มีเสถียรภาพภายใต้รังสีความถี่สูงอย่างต่อเนื่อง ดีกว่าวัสดุพลาสติกโพลิเมอร์อย่างมาก ซึ่งจะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วภายใต้อุณหภูมิสูงและรังสี
  

3.3 ความเข้ากันได้ทางเคมีและสุญญากาศ

• ไม่ทำปฏิกิริยากับกรดส่วนใหญ่ ด่าง ตัวทำละลายอินทรีย์ และน้ำมันเกือบทั้งหมด โดยจะถูกกัดกร่อนเพียงเล็กน้อยเท่านั้นโดยกรดไฮโดรฟลูออริกและด่างหลอมเหลวที่มีฤทธิ์รุนแรง
  
• ไม่ปล่อยก๊าซใดๆ ภายใต้สุญญากาศขั้นสูงมาก จึงไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสภาพแวดล้อมการประมวลผลวัฟเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์และชิ้นส่วนออปติก
  
• มีความเสถียรต่อรังสีโดดเด่น ทนต่อรังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมา และรังสีอนุภาคได้ดีเยี่ยม เหมาะสำหรับอุปกรณ์ยึดตรึงแบบแม่นยำในอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์และอวกาศ
  

3.4 สมรรถนะเชิงกลและด้านความปลอดภัย

• ความแข็งแรงเชิงกลแบบแอกซิสทิศทาง (anisotropic) ค่าความต้านแรงดัดอยู่ที่ 243.63 นิวตันต่อตารางมิลลิเมตร (เมื่อแรงกระทำขนานกับแกน c) และ 197.76 นิวตันต่อตารางมิลลิเมตร (เมื่อแรงกระทำตั้งฉากกับแกน c) สามารถขึ้นรูปได้อย่างยืดหยุ่นเพื่อสร้างท่อมีรูปร่างซับซ้อน
  
• ค่าความแข็งแบบคูนอพ (Knoop) อยู่ที่ 691.88 นิวตันต่อตารางมิลลิเมตร มีความแข็งระดับปานกลาง จึงตัด เจาะ และกลึงได้ง่ายโดยไม่ทำให้เครื่องมือสึกหรอมากนัก
  
• เป็นวัสดุอนินทรีย์ที่ไม่มีพิษและไม่มีสารอินทรีย์ระเหยได้ ปลอดภัยสำหรับอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ การแพทย์ และนิวเคลียร์
  
• โครงสร้างผนังท่อมีความหนาแน่นสมบูรณ์แบบไร้รอยต่อ จึงมีอายุการใช้งานยาวนานภายใต้สภาวะการไหลของของเหลวหรือก๊าซอย่างต่อเนื่องในเตาสุญญากาศ

4. ข้อจำกัดหลัก

• ไม่เหมาะสำหรับใช้งานระยะยาวในสภาพแวดล้อมที่มีโลหะด่างหลอมเหลวเข้มข้น เนื่องจากอาจเกิดการกัดกร่อนพื้นผิวอย่างเบาบาง
  
• การนำความร้อนมีความแตกต่างกันอย่างชัดเจนระหว่างสองทิศทางของผลึก ดังนั้นการออกแบบการจัดเรียงแบบมีทิศทางจึงต้องระบุไว้ในแบบแปลนของอุปกรณ์ยึดจับ
  
• วัสดุระดับสูง ต้นทุนต่ำกว่า โบรอนไนไตรด์ที่ผ่านกระบวนการขึ้นรูปด้วยความร้อนสูง ไม่ใช่ตัวเลือกแรกสำหรับชิ้นส่วนฉนวนทนอุณหภูมิสูงทั่วไปที่ต้องการต้นทุนต่ำ
  

5. การประยุกต์ใช้งานหลักในอุตสาหกรรม
5.1 สุญญากาศและอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
ปลอกแยกสำหรับห้องสุญญากาศระดับสูงพิเศษ (UHV) ฉนวนกั้นความร้อนแบบมีทิศทางสำหรับการให้ความร้อนเวเฟอร์ หลอดฉนวนสำหรับอุปกรณ์ลำแสงอิเล็กตรอน และปลอกบุภายในเบ้าหลอมสำหรับการสะสมฟิล์มเซมิคอนดักเตอร์
5.2 อวกาศและงานทดสอบรังสี
ปลอกฉนวนความร้อนแบบความแม่นยำสูงสำหรับดาวเทียม โครงยึดป้องกันรังสีในอวกาศ และหลอดฉนวนแรงดันสูงสำหรับเครื่องเร่งอนุภาค
5.3 อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ความแม่นยำแรงดันสูง
ปลอกแยกคอยล์ความถี่วิทยุ (RF coil) ปลอกฉนวนสำหรับแหล่งจ่ายไฟความถี่สูง และหลอดควบคุมอุณหภูมิสำหรับโพรงเรโซแนนซ์ของเลเซอร์
5.4 อุปกรณ์ออปติกส์และเครื่องมือความแม่นยำ
ปลอกให้ความร้อนฐานออปติก ชิ้นส่วนยึดแยกภายในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน และหลอดอุปกรณ์ยึดจับที่ควบคุมอุณหภูมิสำหรับอุปกรณ์วัดความแม่นยำสูง
5.5 อุตสาหกรรมการแพทย์และนิวเคลียร์
อุปกรณ์ทดสอบการป้องกันรังสี ปลอกจัดตำแหน่งในห้องปฏิบัติการที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ และท่อฉนวนป้องกันรังสีแบบสูญเสียพลังงานต่ำสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

6. การจัดตำแหน่งวัสดุ
ท่อเซรามิกไบรอนไนไตรด์แบบไพโรไลติก (PBN) ช่วยเติมเต็มช่องว่างด้านสมรรถนะระหว่างไบรอนไนไตรด์แบบอัดร้อนทั่วไปกับเซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์ มันให้ ความแน่นสนิทภายใต้สุญญากาศระดับสูงพิเศษ , การควบคุมอุณหภูมิแบบแอนิโซโทรปิก และความต้านทานรังสีที่เหนือกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับไบรอนไนไตรด์แบบอัดร้อน PBN มีคุณสมบัติไม่สามารถซึมผ่านของอากาศได้เลยและมีความต้านทานแรงดันไฟฟ้าสูงกว่ามาก; เมื่อเปรียบเทียบกับ AlN ท่อ PBN สามารถแยกความร้อนแบบทิศทางเดียวได้ ขณะยังคงรักษาเสถียรภาพในการเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ความถี่สูงไว้ได้อย่างสมบูรณ์ จึงเป็นวัสดุท่อแบบกลวงประสิทธิภาพสูงที่เหมาะที่สุดสำหรับชิ้นส่วนความแม่นยำแบบกำหนดเองที่ใช้งานภายใต้สภาวะสุญญากาศระดับสูงพิเศษ รังสีเข้มข้น และเกรเดียนต์อุณหภูมิที่แม่นยำ

พารามิเตอร์

ประวัติความเป็นมาในการพัฒนา

สิทธิบัตรและการรับรอง

บรรจุภัณฑ์

บริการ                                                                         

คำถามที่พบบ่อย