Exploration des matériaux des creusets en nitrure de bore pyrolytique

Nitrure de bore pyrolytique Les creusets sont réputés pour leur performance et leur pureté. Comparés aux creusets standards, Creusets en nitrure de bore, Creusets PBN se distinguent par de nombreux aspects. Ils offrent une résistance à la corrosion, fonctionnent à des températures plus élevées et résistent à l'oxydation. Discutons-en. PBN, la croissance et ses propriétés.

Que sont les creusets en nitrure de bore pyrolytique ?

Creusets PBN Ce sont des matériaux avancés haute température d'une pureté de 99,91 TP3T. Ils sont généralement produits par CVD. La production s'effectue sous vide et à haute température. L'ammoniac et les halogénures de bore sont utilisés.

Creusets PBN sont de bons conducteurs de chaleur. Ils possèdent une conductivité thermique élevée. Creusets PBN Reste inerte à température ambiante. Les creusets en BN sont également connus pour leurs excellentes propriétés antioxydantes en dessous de 1 000 °C.

Structure du nitrure de bore pyrolytique

Le PBN est également connu sous le nom de nitrure de bore issu du dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Ce matériau céramique est généralement préparé par pyrolyse à haute température. Comme chacun sait, le nitrure de bore présente principalement deux structures principales : hexagonale et cubique.

Nitrure de bore pyrolytique est le même que Nitrure de bore hexagonal avec moins de désorientations dans sa structure en couches. La principale différence nitrure de bore pyrolytique  est la méthode de production qui est CVD.

Tableau des propriétés du nitrure de bore pyrolytique

Les propriétés et valeurs typiques du nitrure de bore pyrolytique sont données ci-dessous pour une meilleure compréhension :

La résistance aux chocs du PBN est cruciale, même à une température d'environ 2 000 °C. Il ne présente aucun point de sublimation et se décompose en bore et en azote à 3 000 °C.. Nitrure de bore pyrolytique Ils présentent une résistance électrique plus élevée et constituent donc de bons isolants. Leur surface présente moins de pores et offre douceur et non mouillabilité.

Propriétés du creuset en nitrure de bore pyrolytique

Les propriétés du PBN sont classées en trois catégories : physique, thermique, électrique et chimique.

Propriétés physiques des creusets PBN

• Les creusets en PBN possèdent une grande usinabilité et peuvent être utilisés pour fabriquer une variété de géométries
• La valeur de densité est comprise entre 1,9 et 2,3 g/cm3
•  Creusets PBN ont une bonne perméabilité à l'hélium dans la gamme < 1 x 10^-10 cm/s
• Creusets PBN possède une absorption d'humidité moindre et offre de bonnes performances dans des conditions de vide.

Propriétés thermiques du PBN

• Ils résistent aux fissures une fois immergés dans l'eau même à une température d'environ 2000°C.
• Creusets PBN possède une bonne résistance thermique
• Conductivité thermique du nitrure de bore pyrolytique varie dans la plage de 2 à 60 W/degC selon le type de PBN.

Propriétés chimiques du matériau PBN

• Creusets PBN sont généralement inertes par nature. Ils ne réagissent pas avec les acides, les alcalis et les matières fondues.
• À température ambiante Nitrure de bore pyrolytique ils subissent une légère corrosion, mais à des températures élevées, ils restent inertes et non réactifs.
• Selon la spectroscopie de masse, la plage de pureté du PBN est d'environ 99,99%.

Propriétés électriques des creusets pyrolytiques en nitrure de bore

• Le creuset PBN a une résistivité volumique de l'ordre de 3,1 x 1018 ohm cm
• Leur rigidité diélectrique mesurée à température ambiante est d'environ 56 000 V/cm.

Comment sont fabriqués les creusets PBN ?

Le processus de fabrication Creusets PBN sont connus pour être des dépôts chimiques et météorologiques. Ils impliquent une réaction à haute température de BCl3 et de NH3. Des niveaux de pureté élevés de BCl3 et de NH3 sont utilisés à certains rapports d'aspect pour produire Creuset PBNLes réactions se déroulent dans une chambre de compression à haute température fonctionnant à une température d'environ 2000 °C.

Ème

La réaction chimique pour la croissance du PBN est la suivante : BCl3+ NH3 —àBN + 3HCl

Au cours du processus, le PBN hexagonal tombe sur le moule froid en graphite présent. Ce processus est appelé croissance cristalline du PBN, où la couche accumulée s'épaissit progressivement. Ce processus est également appelé nucléation.

Croissance du PBN : procédé CVD

La méthode de dépôt chimique en phase vapeur est utilisée pour produire Creuset PBNLes facteurs les plus simples d'une telle méthode comprennent le procédé, les équipements utilisés et le principe de fonctionnement du système. Les facteurs complexes influencent le procédé. Le taux de chargement du matériau, l'admission d'air dans le système et la géométrie sont les autres facteurs.

D’autres facteurs influencent également le processus de fabrication. Creuset PBN La température et la pression à l'intérieur du four sont importantes. La plage de température choisie pour le dépôt CVD est d'environ 1 800 à 1 900 °C, avec une pression de 1 à 2 mmHg. En général, les revêtements PBN privilégient les basses températures, tandis que les défauts sont générés par des températures élevées.

Utilisations du nitrure de bore pyrolytique

Les creusets en PBN sont le matériau idéal pour la croissance de cristaux semi-conducteurs. Ils sont également utilisés pour purifier des éléments. Voici quelques exemples clés : Creuset pyrolytique en nitrure de bore appartenant à l'industrie des semi-conducteurs, la croissance cristalline est constituée de GaAs et de LnP.

• La croissance cristalline dans l'industrie des semi-conducteurs exige des conditions plus strictes, notamment en ce qui concerne la pureté du milieu et du récipient, ainsi que des températures plus élevées. Creuset PBN très exigeant dans le régime.
• Creusets BN sont largement utilisés dans l'industrie des semi-conducteurs pour produire des cristaux par LEC. L'autre méthode utilisée est la méthode Breman.
• Creusets PBN sont également idéales pour les semi-conducteurs III-IV et II-VI. La méthode de synthèse la plus répandue est l'épitaxie par jets moléculaires. Creuset PBN servir de source pour conserver les matériaux destinés à la vaporisation.
• Ils sont également utilisés dans l'évaporation d'éléments ou de composés dans le processus OLED
• Les anneaux et les feuilles de PBN sont principalement utilisés comme éléments de support dans les OLED et d'autres synthèses.

• Le PBN est également un bon matériau de revêtement, couramment utilisé sur les éléments chauffants en graphite. Il empêche la vaporisation des composants volatils à haute température.

Creusets pyrolytiques en nitrure de bore : types

Creuset OLED PBN

Comme leur nom l'indique, ces dépôts OLED utilisés Creusets PBNIls offrent des performances à température élevée, sont chimiquement inertes et sont connus pour leur stabilité thermique supérieure.

Application : Industrie des métaux et des semi-conducteurs

Creuset MBE de PBN

Le creuset MBE est utilisé pour le procédé d'épitaxie par jets moléculaires. Propriétés du PBN présentent des avantages tels que l'inertie et la stabilité thermique. De tels creusets retardent la libération de gaz lors des réactions chimiques.

Creusets pyrolytiques en nitrure de bore VGF

Ceci est utilisé pour synthétiser GaAs, Ge etc. à base de VGF Creusets PBN Ils résistent aux températures élevées et permettent une croissance cristalline contrôlée. Cela contribue à réduire les défauts et offre une meilleure uniformité.

Creuset LEC BN

La croissance de GaAs et d'InP est principalement utilisée par LEC Creuset BNLa méthode utilisée est le procédé Czochralski encapsulé dans un liquide. Les creusets PBN LEC sont chimiquement stables et résistants à la corrosion. Ils ne sont pas sujets à l'érosion par les encapsulants et assurent une extraction lente des métaux sous forme de monocristaux.

Remarques finales

Creusets PBN sont sans aucun doute un matériau céramique avancé, dont l'impact sur l'industrie des semi-conducteurs sera majeur. Leur usinabilité et leurs propriétés thermiques, chimiques et physiques compétitives en font un choix judicieux pour l'industrie de précision. Creusets PBN sont souvent disponibles sous des spécifications et une géométrie distinctes et la sélection appropriée les rend applicables.