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窒化ホウ素るつぼの概要

公開日時: 2025-02-06 14:06:26

窒化ホウ素るつぼ 窒化ホウ素で作られた特殊な容器のことです。窒化ホウ素の優れた特性は、 窒化ホウ素るつぼ 機能性。高い熱安定性、電気絶縁性、耐腐食性を備えています。 窒化ホウ素るつぼ 一般に、高温でのパフォーマンスが求められる特殊な用途で使用されます。

高温および耐腐食用途に使用される窒化ホウ素るつぼ


窒化ホウ素とは何ですか?窒化ホウ素は化合物ですか?

窒化ホウ素るつぼ これは、高度なセラミックスとしての窒化ホウ素の機能性を示すものです。現代の科学技術の時代において、材料の構成はその用途に影響を与えます。窒化ホウ素について知る前に BNクルーシブル BN とその特徴を理解した上で、化合物としての BN について詳しく見ていきましょう。

窒化ホウ素は、化学的にも熱的にも安定した先進セラミックです。ホウ素と窒素からなる化合物で、化学式は「BN」です。通常は炭素格子に対して電子が等方的な結晶構造で存在します。立方晶系、非晶質系、六方晶系、ウルツ鉱型など、様々な結晶構造が存在します。

層状結晶構造を示す窒化ホウ素の微細構造


窒化ホウ素は先端セラミックスですか?

窒化ホウ素は、その構造がグラファイトの微細構造に似ていることから、「ホワイトグラフェン」とも呼ばれています。しかし、グラファイトとは異なり、HBNは酸化温度が高く、優れた電気材料として機能します。固体および粉末の形で入手可能な高度な合成材料です。また、窒化ホウ素は800℃付近で優れた熱加工性を有しています。


窒化ホウ素の仕様

化合物としての窒化ホウ素の挙動を説明するために、一般的な特性表を以下に示します。

窒化ホウ素の密度

1.9 g /cm3

弾性係数

27 G Pa

硬度

2.26 G Pa

圧縮強度

1433 MPa

絶縁強度

56 Kv/mm

体積抵抗率

> 1013 オーム・センチメートル

熱伝導率

60 W/Mk

動作温度(最大)

1800℃

 


窒化ホウ素るつぼの特性

材料の用途と性質に関する知識は重要です。以下の表は、使用する材料が適切かどうかを判断するのに役立ちます。 BNるつぼ あらゆるアプリケーションに。

窒化ホウ素るつぼの純度

> 99%

密度の範囲(g/cm3)

1.94 – 2

不活性ガス(アルゴン/N2)存在下での最大動作温度

900

空気存在下での最大動作温度

2100

真空状態での最大動作温度

2000

圧縮強度(MPa)

55

曲げ強度(MPa)

30

熱伝導率(NTP)w/mK

35

熱膨張係数(10-6 /K)

1.5

 


窒化ホウ素るつぼの種類

上で述べたように、 窒化ホウ素るつぼ 窒化ホウ素粉末を焼結およびホットプレスして製造されます。 窒化ホウ素るつぼ 構成や材質に関しては以下の通り。

BN99

BN99は、約900℃の高温でホットプレス加工されて製造されます。純度は約99%(%)で、高い熱伝導性と電気抵抗を有しています。

BNBO

これはホウ素酸化物の助けを借りて結合された一種の汎用材料である。

BN60

BN量は60 %、SiO2量は40%である。

BN40

BN量は40 %、SiO2量は60 %です。

BNCB

これはホウ酸カルシウムと結合した窒化ホウ素の一種で、優れた耐湿性を示します。

ZSBN

この組成は、45%付近にBN、45%付近にZr2O3を含む。

 


窒化ホウ素るつぼの利点

高性能るつぼの導入は、材料研究や半導体プロセスなどの産業に革命をもたらしました。金属溶解は、高性能るつぼの導入によって画期的な経験となりました。 BNるつぼの主な利点 BNるつぼ 以下にハイライト表示します。

優れた熱特性

窒化ホウ素るつぼ セラミックの焼結、金属の溶解、結晶成長などの用途で最も人気があります。 BNるつぼ このような用途では、その熱安定性が重要になります。 窒化ホウ素るつぼ 構造変化を起こさずに、最高 2000 ℃ の温度でも比較的機能することができます。

熱膨張係数が低いため、 BNるつぼ 急激な温度変化でも変化しません。 BNるつぼ システム全体に均一に熱を放散するのに役立ちます。これらの特性により、このるつぼは結晶成長などの用途に最適です。

材料が熱勾配の影響を受けないことが期待される状況では、BNるつぼが有用である。 BNるつぼ プロセス制御と温度最適化の向上に役立ちます

電気絶縁

電気絶縁の特性 BNるつぼ 半導体製造分野でその有用性を発揮します。優れた電気絶縁性により、 BNるつぼ 界面における不要な電気化学反応を回避する。電気の干渉を遮断することで、加工時に材料の構造的完全性を維持する。 BNるつぼ.

容易な加工性とカスタマイズ

加工が容易な 窒化ホウ素 様々な形状やサイズのるつぼの製造に役立ちます。これは、窒化ホウ素化合物を用いて製造される構造の汎用性に貢献します。機械加工性に優れているため、るつぼは要件に合わせて製造できます。また、窒化ホウ素は、他の特定の元素と混合することで、効率を向上させることができます。 BNクルーシブル.

高性能の耐熱性と耐薬品性を実現するために設計された窒化ホウ素セラミックるつぼ

疎水性と不活性

窒化ホウ素るつぼ 優れた化学的不活性を有します。一般的に、溶融金属などのいかなる物質とも反応しません。高温用途において、この特性は 窒化ホウ素るつぼ 取り扱う材料の純度を維持するのに役立ちます。薄膜製造、電子部品製造、冶金加工などに広く用いられています。

その他の関連物件

上記の特性以外にも、 窒化ホウ素るつぼ 以下に示します。

  • 窒化ホウ素るつぼ 誘電率が低い。K値は4程度である。しかし、誘電強度は高めである。

  • 絶縁破壊強度は40KV/mmを超える高い値を示す

  • 窒化ホウ素るつぼ 高い電気抵抗を有する。ただし、例外としてZSBNグレードの BNクルーシブル

  • この材料は密度が低く、一般的に異方性があります。BNの熱伝導率は、平行面と垂直面では必ず異なります。

 


窒化ホウ素るつぼ:確認すべき点

窒化ホウ素るつぼ BN坩堝は一般的にBN粉末をホットプレスすることで製造され、優れた純度を誇ります。ただし、BN坩堝を特定の用途で使用する際には特別な注意が必要です。参考までに、いくつか注意すべき点を以下に挙げます。

極度の温度および化学用途向けの高純度窒化ホウ素セラミックるつぼ

  • 窒化ホウ素るつぼ 動作温度が1000℃以下の場合に使用します。 BNるつぼ 1000℃以上の温度ではBNは酸化されます。酸素と接触すると、BNの表面は 窒化ホウ素るつぼ セラミックの劣化が激しいため剥がれてしまいます。

  • 高純度窒化ホウ素は水分を吸収するため、 BNクルーシブル 洗浄は行いません。ただし、るつぼはアルコールやサンドペーパーで拭くことで洗浄できます。

  • 特定の化合物は、 窒化ホウ素るつぼこのような場合には、化学的に不活性な雰囲気を確保して、損傷の進行を防ぐ必要があります。 BNクルーシブルこれらの化合物は三酸化物、アンチモン、クロム、ヒ素、チタンの酸化物です。

 


窒化ホウ素るつぼの用途

おそらく、高温での熱安定性から、窒化ホウ素は様々な用途に利用されているのでしょう。もちろん、優れた耐食性と電気抵抗もその補助的な役割を果たしています。ここでは、その主要な用途をいくつか見ていきましょう。 窒化ホウ素るつぼ.

高温および腐食に特化した用途

  • 窒化ホウ素るつぼ 高温炉や真空炉内での材料の取り扱いに使用され、熱衝撃に強いです。

  • BNるつぼ 高い耐熱性を持つ溶融金属の取り扱いに使用されます。これにより、取り扱う金属の純度を維持するのに役立ちます。

  • BNるつぼは結晶の成長に使用されます

  • これらは、あらゆるプロセスにおけるイオン注入要件の補助にも使用されます。

  • BNるつぼ セラミック焼結などのプロセスにおいて、溶融合金を扱うために使用されます。また、電子ビームを扱う蒸着コーティングにも使用されます。

  • BNるつぼ 鋳造機のリングを破断するために使用される

  • 窒化ホウ素るつぼ ガラス溶融用途では一体型スペーサーとして機能する

  • 窒化ホウ素るつぼ 酸素に敏感な用途でよく使用されます

  • 金属鋳造に使用されます 窒化ホウ素るつぼ 金属と結合して層間金属ホウ化物または窒化物を形成します。

電気アプリケーション

優れた耐熱衝撃性と化学的不活性性を備えた窒化ホウ素セラミックるつぼ

  • 窒化ホウ素るつぼ 炉や真空環境における電気部品の不可欠な部品として使用されます。

  • 高電圧機器を扱うために使用されます

  • BNるつぼ グラファイトの電気伝導性がシステム全体の効率に影響を与えるシステムでは代替品として使用されます。


窒化ホウ素るつぼのパッキング

窒化ホウ素はセラミック材料であるため、輸送には段ボール箱に特殊な梱包を施すことが一般的です。 BNるつぼ 真空状態でビニール袋に包装され、発泡スチロールで固定されています。輸送中に不適切な取り扱いによって材料が損傷を受けないようにする必要があります。


結論

の導入 窒化ホウ素るつぼ 半導体、マイクロエレクトロニクスなどの高温用途に革命をもたらしました。先進セラミック、すなわち窒化ホウ素の特性により、窒化ホウ素製のるつぼの機能性が向上しました。  窒化ホウ素るつぼ るつぼが介入することなく材料を扱うことができるため、プロセス効率が向上します。

 

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