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Ein Überblick über den Bornitrid-Tiegel

Veröffentlichungsdatum: 2025-02-06 14:06:26

Bornitrid-Tiegel steht für spezielle Behälter aus Bornitrid. Die überlegenen Eigenschaften von Bornitrid profitieren Tiegel aus Bornitrid Funktionalität. Sie weisen eine hohe thermische Stabilität auf, sind elektrisch isolierend und korrosionsbeständig. Bornitrid-Tiegel werden im Allgemeinen in Spezialanwendungen eingesetzt, die Leistung bei erhöhten Temperaturen erfordern.

Tiegel aus Bornitrid für Hochtemperatur- und korrosionsbeständige Anwendungen


Was ist Bornitrid? Ist Bornitrid eine Verbindung?

Bornitrid-Tiegel ist eine Darstellung der Funktionalität von Bornitrid als fortschrittliche Keramik. Im Zeitalter moderner Wissenschaft und Technik beeinflusst die Zusammensetzung eines Materials dessen Verwendung. Bevor Sie mehr über die BN-Tiegel und seine Eigenschaften, machen wir uns mit BN als Verbindung vertraut.

Bornitrid ist eine chemisch und thermisch stabile Hochleistungskeramik. Es handelt sich um eine Verbindung aus Bor und Stickstoff mit der chemischen Formel „BN“ und liegt üblicherweise in kristalliner Form mit zum Kohlenstoffgitter isotropen Elektronen vor. Es kommt in verschiedenen Strukturen vor, beispielsweise kubisch, amorph, hexagonal und Wurtzit.

Mikrostruktur von Bornitrid, die seine geschichtete kristalline Form zeigt


Bornitrid als Hochleistungskeramik?

Bornitrid wird auch als „weißes Graphen“ bezeichnet, da die Struktur von HBN der Mikrostruktur von Graphit ähnelt. Im Gegensatz zu Graphit weist es jedoch eine höhere Oxidationstemperatur auf und eignet sich hervorragend als elektrisches Material. Es handelt sich um einen fortschrittlichen synthetischen Werkstoff, der in fester Form und als Pulver erhältlich ist. Bornitrid weist zudem eine bemerkenswerte thermische Bearbeitbarkeit bei Temperaturen um 800 °C auf.


Spezifikation von Bornitrid

Nachfolgend finden Sie eine allgemeine Eigenschaftstabelle, um das Verhalten von Bornitrid als Verbindung zu erläutern

Dichte von Bornitrid

1,9 g /cm3

Elastizitätsmodul

27 G Pa

Härte

2,26 G Pa

Druckfestigkeit

1433 MPa

Durchschlagsfestigkeit

56 Kv/mm

Volumenwiderstand

> 1013 ochm.cm

Wärmeleitfähigkeit

60 W/Mk

Betriebstemperatur (max.)

1800 °C

 


Eigenschaften des Bornitrid-Tiegels

Materialkenntnisse sind im Hinblick auf Anwendung und Art wichtig. Die folgende Tabelle hilft uns bei der Entscheidung, ob es sinnvoll ist, BN-Tiegel für jede Anwendung.

Reinheit des Bornitrid-Tiegels

> 99%

Dichtebereich (g/cm3)

1,94 – 2

Max. Betriebstemperatur in Gegenwart von Inertgas (Argon / N2)

900

Max. Betriebstemperatur in Gegenwart von Luft

2100

Max. Betriebstemperatur bei Vorhandensein von Vakuum

2000

Druckfestigkeit (MPa)

55

Biegefestigkeit (MPa)

30

Wärmeleitfähigkeit (NTP) w/mK

35

Wärmeausdehnungskoeffizient (10-6 /K)

1.5

 


Arten von Bornitrid-Tiegeln

Wie oben erläutert, Bornitrid-Tiegel werden durch Sintern und Heißpressen von Bornitridpulvern hergestellt. Verschiedene Arten von Bornitrid-Tiegel hinsichtlich der Beschaffenheit bzw. der Materialausführung sind nachstehend aufgeführt.

BN99

BN99 wird durch Heißpressen bei hohen Temperaturen um 900 °C hergestellt. Sie bieten eine Reinheit von etwa 99 % und verfügen über eine hohe Wärmeleitfähigkeit und einen hohen elektrischen Widerstand

BNBO

Es handelt sich um eine Art Allzweckmaterial, das mit Hilfe von Boroxid gebunden wird.

BN60

Es hat BN Menge 60 % und SiO2 weitere 40%

BN40

Es hat BN Menge 40 % und SiO2 weitere 60%

BNCB

Dies ist eine Art Bornitrid, das mit Calciumborat gebunden ist. Es weist eine bessere Feuchtigkeitsbeständigkeit auf

ZSBN

Diese Zusammensetzung hat BN um 45% und Zr2O3 um 45%

 


Vorteile des Bornitrid-Tiegels

Die Einführung des Hochleistungstiegels hat Branchen wie die Materialforschung und die Halbleiterverarbeitung revolutioniert. Das Metallschmelzen wurde zu einem bahnbrechenden Erlebnis mit der Einführung von BN-Tiegel. Die wichtigsten Vorteile von BN-Tiegel sind unten hervorgehoben:

Überlegene thermische Eigenschaften

Bornitrid-Tiegel sind am beliebtesten in Anwendungen wie Sintern von Keramik, Metallschmelzen und Kristallwachstum. Die Leistung von BN-Tiegel in solchen Anwendungen ist auf ihre thermische Stabilität zurückzuführen. Bornitrid-Tiegel kann bei einer Temperatur von maximal 2000 °C relativ gut funktionieren, ohne dass es zu strukturellen Veränderungen kommt.

Da der Wärmeausdehnungskoeffizient niedrig ist, ist die Zusammensetzung von BN-Tiegel bleibt bei schnellen Temperaturänderungen unverändert. Die Wärmeleitfähigkeit von BN-Tiegel trägt zur gleichmäßigen Wärmeableitung im System bei. Diese Eigenschaften machen den Tiegel ideal für Anwendungen wie das Kristallwachstum.

In Kontexten, in denen erwartet wird, dass das Material von thermischen Gradienten unbeeinflusst bleibt, sind BN-Tiegel nützlich. Die oben genannten besonderen Merkmale von BN-Tiegel helfen bei einer besseren Prozesskontrolle und Temperaturoptimierung

Elektrische Isolierung

Die Eigenschaft der elektrischen Isolierung von BN-Tiegel holt seine Nützlichkeit im Regime der Halbleiterherstellung. Die ausgezeichnete elektrische Isoliereigenschaft von BN-Tiegel Vermeiden Sie unnötige elektrochemische Reaktionen an Grenzflächen. Die Unterbrechung der elektrischen Interferenz erhält die strukturelle Integrität eines Materials, wenn es in einem BN-Tiegel.

Einfache Bearbeitbarkeit und Anpassung

Die leichte Bearbeitbarkeit von Bornitrid hilft bei der Herstellung von Tiegeln in verschiedenen Formen und Größen. Dies trägt zur Vielseitigkeit der mit Hilfe von Bornitrid-Verbindungen hergestellten Strukturen bei. Die Bearbeitbarkeit ermöglicht die Herstellung des Tiegels nach Bedarf. Bornitrid kann auch mit bestimmten anderen Elementen kombiniert werden, um die Effizienz der BN-Tiegel.

Keramiktiegel aus Bornitrid für hohe thermische und chemische Beständigkeit

Hydrophobie und Inertheit

Bornitrid-Tiegel weisen eine ausgezeichnete chemische Inertheit auf. Es interagiert im Allgemeinen nicht mit Materialien, zum Beispiel geschmolzenen Metallen. Für Hochtemperaturanwendungen ist diese Eigenschaft von Bornitrid-Tiegel hilft uns, die Reinheit des verarbeiteten Materials zu erhalten. Es wird im Allgemeinen bei der Produktion von Dünnschichten, der Herstellung elektronischer Komponenten und der Metallurgie eingesetzt.

Weitere relevante Eigenschaften

Neben den oben genannten Eigenschaften gibt es noch weitere relevante Vorteile von Bornitrid-Tiegel sind unten aufgeführt:

  • Bornitrid-Tiegel besitzt eine niedrige Dielektrizitätskonstante. Der K-Wert liegt im Bereich von 4. Die Durchschlagsfestigkeit ist jedoch höher

  • Die dielektrische Durchschlagsfestigkeit ist hoch und liegt im Bereich von > 40 KV/mm

  • Bornitrid-Tiegel hält einen hohen elektrischen Widerstand. Zu den Ausnahmen gehören jedoch ZSBN-Klasse von BN-Tiegel

  • Das Material hat eine geringe Dichte und ist im Allgemeinen anisotrop. Die Wärmeleitfähigkeit von BN in parallelen und senkrechten Ebenen ist immer unterschiedlich.

 


Tiegel aus Bornitrid: Zu prüfende Punkte

Bornitrid-Tiegel wird üblicherweise durch Heißpressen von BN-Pulver hergestellt und bietet eine hervorragende Reinheit. Bei der Verwendung des BN-Tiegels in bestimmten Anwendungen ist jedoch besondere Vorsicht geboten. Einige davon sind hier als Referenz aufgeführt.

Hochreiner Keramiktiegel aus Bornitrid für extreme Temperaturen und chemische Anwendungen

  • Bornitrid-Tiegel sind zu verwenden, wenn die Betriebstemperatur unter 1000 °C liegt. Die Verwendung der BN-Tiegel Bei einer Temperatur über 1000 °C führt dies zur Oxidation des BN. Bei Kontakt mit Sauerstoff wird die Oberfläche Bornitrid-Tiegel blättert aufgrund starker Verschlechterung der Keramik ab.

  • Da hochreines Bornitrid Feuchtigkeit absorbiert, sollte darauf geachtet werden, dass BN-Tiegel werden nicht gewaschen. Der Tiegel kann jedoch durch Abwischen mit Alkohol oder Sandpapier gereinigt werden.

  • Bestimmte Verbindungen verursachen eine Verschlechterung der Bornitrid-TiegelIn solchen Fällen muss eine chemisch inerte Atmosphäre gewährleistet werden, um ein Fortschreiten der Schädigung des BN-Tiegel. Die Verbindungen sind Trioxide, Oxide von Antimon, Chrom, Arsen und Titan.

 


Anwendungen von Bornitrid-Tiegeln

Vielleicht wird Boornnitrid aufgrund seiner thermischen Stabilität bei hohen Temperaturen in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Natürlich wirken hervorragende Korrosionsbeständigkeit und elektrischer Widerstand unterstützend. Hier sehen wir einige der wichtigsten Anwendungen von Bornitrid-Tiegel.

Hochtemperatur- und korrosionsspezifische Anwendungen

  • Bornitrid-Tiegel werden zur Handhabung von Materialien in Hochtemperaturöfen und Vakuumöfen verwendet. Sie sind beständig gegen Temperaturschocks.

  • BN-Tiegel wird aufgrund der hohen Wärmebeständigkeit für den Umgang mit geschmolzenen Metallen verwendet. Dies trägt dazu bei, die Reinheit des zu verarbeitenden Metalls zu erhalten.

  • BN-Tiegel werden zum Züchten von Kristallen verwendet

  • Sie werden auch verwendet, um die Ioneninjektion in jedem Prozess zu unterstützen

  • BN-Tiegel werden in Prozessen wie dem Sintern von Keramiken verwendet, um mit geschmolzenen Legierungen umzugehen. Es wird auch bei der Aufdampfbeschichtung zur Handhabung von Elektronenstrahlen verwendet

  • BN-Tiegel werden zum Brechen von Ringen für Gießmaschinen verwendet

  • Bornitrid-Tiegel fungieren als integrale Abstandshalter bei Glasschmelzanwendungen

  • Bornitrid-Tiegel werden häufig in sauerstoffempfindlichen Anwendungen eingesetzt

  • Sie werden im Metallguss verwendet als Bornitrid-Tiegel verbindet sich mit Metall und bildet ein Zwischenschichtmetallborid oder -nitrid.

Elektrische Anwendungen

Keramiktiegel aus Bornitrid mit ausgezeichneter Temperaturwechselbeständigkeit und chemischer Inertheit

  • Bornitrid-Tiegel werden als integraler Bestandteil für elektrische Gegenstücke in Öfen oder Vakuumbedingungen verwendet

  • Sie werden für den Umgang mit Hochspannungsgeräten verwendet

  • BN-Tiegel werden als Ersatz in Systemen verwendet, bei denen die elektrische Leitfähigkeit des Graphits die Gesamteffizienz des Systems beeinträchtigt.


Verpackung des Bornitrid-Tiegels

Da es sich bei Bornitrid um ein keramisches Material handelt, ist für den Transport in der Regel eine spezielle Verpackung in Kartons vorgesehen. Die BN-Tiegel wird unter Vakuumbedingungen in Plastiktüten verpackt und mit Schaumstoff gesichert. Es ist darauf zu achten, dass das Material während des Transports durch unsachgemäße Handhabung nicht beschädigt wird.


Fazit

Die Einführung von Bornitrid-Tiegel revolutionierte Hochtemperaturanwendungen in Halbleitern, Mikroelektronik und anderen Bereichen. Die Eigenschaft der fortschrittlichen Keramik, d. h. Bornitrid, hat die Funktionalität von Tiegeln aus Bornitrid erhöht.  Bornitrid-Tiegel sorgt für eine bessere Prozesseffizienz, indem das Material ohne Eingriff des Tiegels gehandhabt wird.

 

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