Compuestos basados en BN y su constante dieléctrica: una descripción detallada

El nitruro de boro está ganando mucha atención debido a los avances de próxima generación en las comunicaciones inalámbricas. El menor valor de... constantes dieléctricas Y la menor pérdida correspondiente los hace sobresalir en la ingeniería electrónica de alta frecuencia. Aquí intentamos explorar los diversos aspectos de BN-compuestos y las prestaciones dieléctricas.

Una comprensión genérica del nitruro de boro

El nitruro de boro es un refractario no tóxico, prácticamente incoloro, que ofrece gran resistencia térmica y baja densidad. Debido a su estructura similar a la del diamante o el grafeno, se le conoce generalmente como "grafeno blanco". Sus propiedades avanzadas lo convierten en un material ideal para la electrónica y las comunicaciones por radar. Se presenta en forma de cristales incoloros o de polvo blanco.

Propiedades del nitruro de boro

Como su nombre indica, el nitruro de boro contiene átomos de boro y nitrógeno en cada una de sus estructuras esenciales. La diferente red cristalina es la razón de sus características distintivas. Propiedades del nitruro de boroEl H-BN presenta una estructura de recubrimiento. Por lo tanto, esta cerámica avanzada es generalmente adecuada como aislante y lubricante.

A diferencia del nitruro de boro cúbico, el c-BN es más duro y posee una estructura similar a la del diamante. Es extremadamente resistente a la oxidación. El c-BN es el segundo material más duro, después del diamante. La wurtzita es otra forma estructural de BN, más dura que la del nitruro de boro cúbico.

El nitruro de boro también posee otras propiedades clave relevantes. Debido a su alta conductividad térmica, se utiliza principalmente en componentes de disipación de calor en instalaciones electrónicas. Permanece inerte a ácidos, álcalis o componentes fundidos. Las densidades de h-BN y c-BN se sitúan en torno a 2,1 g/cm³ y 3,5 g/cm³.

Dado que su constante dieléctrica se encuentra en un rango apreciable, destaca como aislante eléctrico. El nitruro de boro también mantiene puntos de fusión elevados, de 2900 °C o más, y se mantiene intacto en condiciones de temperatura extremas.

Compuestos de nitruro de boro formados mediante fabricación estratégica

La ciencia moderna ha dado como resultado la invención de varios Compuestos de nitruro de boroAlgunos de ellos son el nitruro de boro ZS, el nitruro de boro ALN y el nitruro de boro BO. Cada compuesto está diseñado para aplicaciones específicas según sus propiedades y funcionalidades. Se ofrece información detallada sobre los diferentes... Compuestos de nitruro de boro y sus aplicaciones se detallan a continuación.

Compuesto ZS-BN

Como sugiere el nombre, ZSBN es BN compuesto Una combinación de carburo de silicio y zirconio con nitruro de boro. La adición de zirconio y SiC ha mejorado significativamente la dureza y la resistencia al desgaste del BN convencional. La ventaja adicional del ZSBN es su estabilidad química y térmica, ideal para aplicaciones electrónicas o de alta potencia. El compuesto de BN, compuesto de zirconio y SiC, también puede actuar como disipador de calor.

Compuestos BN-ALN

BN-ALN es una BN compuesto Compuesto de nitruro de boro y nitruro de aluminio. Este compuesto presenta alta estabilidad térmica, resistencia y conductividad. Se utiliza principalmente en la fabricación de accesorios para semiconductores, piezas aislantes y engranajes y rodamientos. Sus propiedades mecánicas incluyen dureza y rigidez extremas.

Compuesto BN-BO

El compuesto BN-BO contiene BN mezclado con óxido de boro. El componente principal del compuesto BN es BN, que contiene la mayor parte del material 98%. El BN-BO posee alta estabilidad térmica, resistencia a los impactos y ofrece alta estabilidad química. Se utiliza para fabricar materiales resistentes a altas temperaturas y funciona en entornos hostiles, como boquillas.

Grados de cerámica de nitruro de boro

A continuación se detallan los tipos de compuestos cerámicos BN para su comprensión.

La constante dieléctrica del nitruro de boro

Constante dieléctrica También se conoce como permitividad relativa, que es algo que determina el comportamiento de los materiales en campos eléctricos. Constante dieléctrica Nos dice hasta qué punto un material puede almacenar energía sujeto al campo eléctrico aplicado. Generalmente, constante dieléctrica El valor del nitruro de boro está en el rango de 3 a 5. Esta propiedad le ayuda a funcionar como mejor aislante en aplicaciones electrónicas.

¿Qué es un material dieléctrico?

A material dieléctrico Tiene baja conductividad térmica. Carece de electrónica de libre movimiento que facilite la transmisión de electricidad. Pero un material dieléctrico Seguramente pueden almacenar la carga eléctrica que les ayuda a funcionar como aislantes eléctricos.

El BN es adecuado como material dieléctrico Se utiliza en componentes electrónicos como condensadores, ya que resiste corrientes eléctricas. El nitruro de boro también es un aislante que soporta entornos de alta temperatura. La estructura del nitruro de boro influye en diferentes... propiedades dieléctricas Debido a la configuración que posee, generalmente los ingenieros utilizan diversas tecnologías para modificar el... propiedades dieléctricas para adaptar el nitruro de boro a las aplicaciones deseadas.

Ajuste de las propiedades dieléctricas de los compuestos de bn

Método de ajuste de las propiedades dieléctricas

Como se explicó el propiedades dieléctricas del Compuestos BN Generalmente, depende de su microestructura y composición. En la microcomposición esencial de un compuesto, la uniformidad en la dispersión del BN disminuye la pérdida dieléctrica. Otros rellenos, como el SiC y el AlN, mejorarán el efecto de la propiedad en la red principal. Los factores de ajuste más importantes son los siguientes:

• La alineación de las nanoláminas en el compuesto ayuda a reducir los valores de tan. Esto se atribuye a la variación en la morfología.
• La constitución del relleno ayuda a variar la conductividad térmica y las propiedades de aislamiento eléctrico.
• La polarización y las pérdidas resultantes se pueden minimizar controlando la porosidad o los defectos en la interfaz.
• El compuesto BN de mejores valores dieléctricos tiene propiedades dieléctricas constantes alrededor de 1,3 – 3,6 y pérdidas dieléctricas de alrededor de menos de 0,01 GHz

Sistemas de alta frecuencia y sintonización dieléctrica

• Los valores bajos de tan son favorables para la PCB electrónica 5G para garantizar la integridad de la señal.
• Alta conductividad térmica, menor pérdidas dieléctricas Y una resistencia superior a los impactos ayuda en los sistemas de comunicación inalámbricos o basados en radar.
• Estable constante dieléctrica Y el comportamiento de disipación térmica es importante cuando se trata del empaquetado electrónico.

Beneficios del ajuste de las propiedades dieléctricas: alteraciones estructurales o morfológicas

• Los rellenos utilizados en los compuestos de BN pueden alterar el tamaño y la geometría de las partículas. La orientación y la forma modificadas mejoran el flujo de calor y limitan... pérdida dieléctrica.
• El método de síntesis de trayectorias térmicas continuas en la ingeniería de redes ayuda al comportamiento aislante de los compuestos BN.
• El rendimiento y la estabilidad del material generalmente se ven influenciados por la minimización de los huecos y discontinuidades en la interfaz.

Propiedades dieléctricas y compensaciones en sistemas compuestos de BN

• El compuesto BN-ALN garantiza una conductividad térmica de alrededor de 320 W/Mk y constante dieléctrica el valor es menor que 4
• El compuesto a base de BN – SiC ofrece un buen aislamiento y una mejor resistencia mecánica
• BN – La zirconia como compuesto ofrece buena resistencia al choque térmico. También controla la propiedad dieléctrica y su desempeño relacionado
• La metodología de alineación adoptada en los compuestos de BN a base de polímeros garantiza una baja permitividad. Ofrece conducción térmica gracias a la geometría reticular anisotrópica.

Conclusión

La invención de BN composites tiene Se ha mejorado la funcionalidad de la cerámica, lo que la hace adecuada para diversas aplicaciones. El ajuste de los compuestos es fundamental para modificar sus propiedades esenciales y adaptarlos a las aplicaciones electrónicas. El ajuste dieléctrico es un tema clave para aumentar la eficiencia de los compuestos convencionales.