Explorando materiais de cadinhos de nitreto de boro pirolítico

Nitreto de boro pirolítico cadinhos são conhecidos por serem competentes em termos de desempenho e pureza. Comparando com o padrão cadinhos de nitreto de boro, cadinhos PBN são distintos em muitos aspectos. Oferece resistência à corrosão, opera em temperaturas mais altas e é resistente à oxidação. Vamos discutir sobre PBN, o crescimento e suas propriedades.

O que são cadinhos de nitreto de boro pirolíticos?

cadinhos PBN São materiais avançados de alta temperatura com um valor de pureza de 99,9%. Geralmente são produzidos pelo processo de CVD. A produção é feita em condições de vácuo e alta temperatura. Utilizam amônia e haletos de boro.

cadinhos PBN são bons condutores de calor. Possui maior condutividade térmica. cadinhos PBN permanece inerte à temperatura ambiente. Cadinhos feitos de BN também são conhecidos por apresentarem excelentes propriedades antioxidantes abaixo de 1000 °C.

Estrutura do nitreto de boro pirolítico

O PBN também é conhecido como nitreto de boro formado a partir de CVD. Este material cerâmico é geralmente preparado por pirólise em alta temperatura. Como todos sabemos, o nitreto de boro possui predominantemente duas estruturas principais: hexagonal e cúbica.

Nitreto de boro pirolítico é o mesmo que Nitreto de boro hexagonal com menos desorientações em sua estrutura em camadas. A principal diferença de nitreto de boro pirolítico  é o método de produção que é CVD.

Tabela de propriedades do nitreto de boro pirolítico

Propriedades e valores típicos do nitreto de boro pirolítico são fornecidos abaixo para melhor compreensão:

A resistência ao choque do PBN é crucial mesmo a uma temperatura de cerca de 2000 °C. Não apresenta ponto de sublimação e se decompõe em boro e nitrogênio a uma temperatura de 3000 °C.. Nitreto de boro pirolítico Possui maior resistência elétrica e, portanto, é um bom isolante. Possui menos poros na superfície, proporcionando maciez e resistência à umidade.

Propriedades do cadinho de nitreto de boro pirolítico

As propriedades do PBN são categorizadas em natureza física, térmica, elétrica e química.

Propriedades físicas dos cadinhos de PBN

• Os cadinhos de PBN possuem grande usinabilidade e podem ser usados para fazer uma variedade de geometrias
• O valor da densidade está entre 1,9 a 2,3 g/cm3
•  cadinhos PBN têm boa permeabilidade em relação ao Hélio na faixa de < 1 x 10^-10 cm/s
• cadinhos PBN possui menor absorção de umidade e oferece bom desempenho em condições de vácuo.

Propriedades térmicas do PBN

• Eles são resistentes a rachaduras quando imersos em água, mesmo em temperaturas de cerca de 2000 °C.
• cadinhos PBN mantém boa resistência térmica
• Condutividade térmica do nitreto de boro pirolítico varia na faixa de 2 – 60 W/degC dependendo do tipo de PBN.

Propriedades químicas do material PBN

• cadinhos PBN são geralmente inertes por natureza. Não reagem com ácidos, álcalis e materiais fundidos.
• Em temperatura ambiente Nitreto de boro pirolítico sofre leve corrosão, porém em temperaturas elevadas permanece inerte e não reativo.
• De acordo com a espectroscopia de massa, a faixa de pureza do PBN é em torno de 99,99%.

Propriedades elétricas de cadinhos de nitreto de boro pirolítico

• O cadinho PBN tem uma resistividade volumétrica na faixa de 3,1 x 1018 ohms cm
• Sua rigidez dielétrica medida em temperatura ambiente é de cerca de 56000 V/cm

Como são feitos os cadinhos PBN?

O processo de fabricação cadinhos PBN são conhecidos por serem deposição química e meteorológica. Envolve a reação de alta temperatura de BCl3 e NH3. Alto grau de pureza de BCl3 e NH3 é usado em determinadas proporções para produzir Cadinho PBN. As reações ocorrem em uma câmara de compressão de alta temperatura operando a uma temperatura de cerca de 2000 °C.

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A reação química para o crescimento do PBN é a seguinte: BCl3+ NH3 —àBN + 3HCl

Durante o processo, o PBN hexagonal cai sobre o molde frio de grafite presente. Esse processo é chamado de crescimento de metal cristalino do PBN, no qual a camada acumulada engrossa gradualmente. O processo também é chamado de nucleação.

Crescimento do PBN: processo CVD

O método de deposição química de vapor é usado para produzir Cadinho PBNOs fatores mais simples nesse método incluem o processo, os equipamentos envolvidos e o princípio de operação do sistema. A parte complexa é aquela que influencia o processo. A taxa de carga do material, a entrada de ar no sistema e a geometria são os outros fatores.

Existem outros fatores que influenciam também o processo de tomada de decisão. Cadinho PBN como temperatura e pressão dentro do forno. A faixa de temperatura escolhida para CVD é em torno de 1800 a 1900 °C e a pressão é mantida em torno de 1 a 2 mmHg. Geralmente, para revestimentos de PBN, baixas temperaturas são preferíveis e, para gerar defeitos, altas temperaturas são aplicadas.

Usos do nitreto de boro pirolítico

Cadinhos de PBN são o material ideal para o crescimento de cristais semicondutores. Eles também são usados para purificar elementos. Alguns exemplos importantes de Cadinho de nitreto de boro pirolítico pertencente à indústria de semicondutores é o crescimento de cristais são GaAs e LnP.

• O crescimento de cristais em indústrias de semicondutores requer ambientes mais rigorosos, como pureza do meio e do recipiente, e temperaturas mais elevadas. Isso torna Cadinho PBN muito exigente no regime.
• Cadinhos BN são amplamente utilizados na indústria de semicondutores para produzir cristais usando LEC. O outro método utilizado é o método de Breman
• cadinhos PBN também são ideais para semicondutores III-IV e II-VI. O método popular de síntese é a epitaxia por feixe molecular. Na epitaxia por feixe molecular Cadinho PBN atuar como fonte para manter materiais para vaporização.
• Eles também são usados na evaporação de elementos ou compostos no processo OLED
• Anéis e folhas de PBN são usados principalmente como elementos de suporte em OLED e outras sínteses.

• O PBN também é um bom material de revestimento, comumente aplicado sobre aquecedores de grafite. Isso evita a vaporização de componentes voláteis em temperaturas mais altas.

Cadinhos de nitreto de boro pirolítico: tipos

Cadinho OLED PBN

Como o nome indica, essas deposições de OLED são usadas cadinhos PBN. Eles oferecem desempenho em temperaturas elevadas, são quimicamente inertes e são conhecidos por sua maior estabilidade térmica.

Aplicação: Indústria de metais e semicondutores

Cadinho MBE de PBN

O cadinho MBE é usado para o processo de epitaxia por feixe molecular. Propriedades PBN apresentam vantagens como inércia e estabilidade térmica. Tais cadinhos retardam a liberação de gases durante reações químicas.

Cadinhos de nitreto de boro pirolítico VGF

Isto é usado para sintetizar GaAs, Ge etc. VGF baseado cadinhos PBN Suportam altas temperaturas e permitem o crescimento de cristais de forma controlada. Isso ajuda a reduzir defeitos e proporciona maior uniformidade.

Cadinho LEC BN

O crescimento de GaAs e InP é principalmente utilizado LEC Cadinho BNO método utilizado é o processo Czochralski de encapsulamento líquido. Os cadinhos de PBN LEC são quimicamente estáveis e resistentes à corrosão. Não são propensos à erosão pelos encapsulantes e garantem a extração lenta dos metais como monocristais.

Observações Finais

cadinhos PBN são, sem dúvida, um material cerâmico avançado com maior impacto na indústria de semicondutores. A usinabilidade e as propriedades térmicas, químicas e físicas competitivas os tornam uma escolha melhor na indústria de precisão. cadinhos PBN geralmente estão disponíveis com especificações e geometrias distintas e a seleção adequada os torna aplicáveis.