BN Tabanlı Kompozitler ve Dielektrik Sabitleri: Ayrıntılı Bir Genel Bakış

Bor Nitrür, kablosuz iletişimdeki yeni nesil gelişmeler nedeniyle önemli bir ilgi görüyor. Bor Nitrür'ün daha düşük değeri dielektrik sabitleri ve buna karşılık gelen en az kayıp, onları yüksek frekanslı elektronik mühendisliğinde mükemmelleştirir. Burada çeşitli yönleri keşfetmeye çalışıyoruz BN-kompozitler ve dielektrik performansları.

Bor Nitrür hakkında genel bir anlayış

Bor Nitrür, temelde renksiz olan, büyük termal direnç ve düşük yoğunluk sunan toksik olmayan bir refrakterdir. Yapıları neredeyse elmas veya grafene benzediğinden genellikle "beyaz grafen" adıyla bilinirler. Bor nitrürün gelişmiş özellikleri, onları elektronik ve radar iletişiminde ideal bir uyum haline getirir. Renksiz kristaller veya beyaz toz formunda bulunurlar.

Bor Nitrür Özellikleri

Adından da anlaşılacağı gibi Bor Nitrür, her temel yapısında Bor ve Azot atomlarına sahiptir. Farklı kafes, farklı Bor Nitrür özellikleri. H-BN örtücü yapı sergiler. Bu nedenle, bu gelişmiş seramik genellikle yalıtkan ve yağlayıcı olarak uygundur.

Kübik Bor Nitrür'ün aksine, c-BN daha serttir ve elmas benzeri bir yapıya sahiptir. Oksidasyona karşı son derece dirençlidirler. c-BN, elmasın ardından gelen ikinci en sert malzemedir. Wurtzite, kübik Bor Nitrür'den daha sert olan BN'nin bir diğer yapısal formudur.

Bor Nitrür ayrıca diğer önemli temel özelliklere sahiptir. Yüksek termal iletkenlikleri nedeniyle, elektronik tesisatlarda ısı dağıtma bileşenlerinde büyük ölçüde kullanılırlar. Asitlere, alkalilere veya erimiş bileşenlere karşı inert kalırlar. h-BN ve c-BN yoğunluk değerleri yaklaşık 2,1 g/cm3 ve 3,5 g/cm3'tür.

Dielektrik sabitleri dikkate değer bir aralıkta olduğundan, elektrik yalıtkanları olarak mükemmeldirler. Bor Nitrür ayrıca 2900 derece C veya daha fazla aralıkta yüksek erime noktalarına sahiptir ve aşırı sıcaklık koşullarında bozulmadan kalır.

Stratejik üretimle oluşturulan Bor Nitrür Kompozitleri

Modern bilim, birçok yeniliğin icat edilmesine yol açtı Bor Nitrür KompozitleriBunlardan bazıları ZS- Bor Nitrür, ALN- Bor Nitrür ve BO – Bor Nitrür'dür. Her bir kompozit, özelliklerine ve işlevlerine bağlı olarak farklı uygulamalar için küratörlüğünü yapar. Farklı kompozitlerin ayrıntılı bilgileri Bor Nitrür kompozitleri ve uygulamaları aşağıda verilmiştir.

ZS-BN kompozit

Adından da anlaşılacağı gibi, ZSBN BN kompozit Silisyum Karbür ve Zirkonyumun Bor Nitrür ile birleşimi. Hem Zirkonyum hem de SiC'nin eklenmesi, geleneksel BN'nin sertliğini ve aşınma direncini esasen iyileştirmiştir. ZSBN'nin ek değeri, onu elektronik veya yüksek güç uygulamaları için ideal kılan kimyasal ve termal kararlılığıdır. Zirkonyum ve SiC'den yapılan BN kompoziti aynı zamanda ısı emici olarak da işlev görebilir.

BN – ALN kompozitleri

BN-ALN bir BN kompozit Bor Nitrür ve Alüminyum Nitrürden oluşur. Bu kompozit yüksek termal kararlılığa, dirence ve iletkenliğe sahiptir. Bu kompozitler temel olarak yarı iletken aksesuar imalatında, yalıtım parçalarında ve dişli ve yatak yapımında kullanılır. Mekanik özellikleri arasında aşırı sertlik ve rijitlik bulunur.

BN – BO kompozit

BN-BO kompoziti, Bor Oksit ile karıştırılmış BN'dir. BN kompozitindeki ana bileşen, malzemenin çoğunluğunu tutan BN'dir. BN-BO yüksek termal kararlılığa, şok direncine sahiptir ve yüksek kimyasal kararlılık sunar. Yüksek sıcaklığa dayanıklı malzemeler üretmek için kullanılır ve nozullar gibi zorlu ortamlarda çalışır.

Bor Nitrür Seramik Sınıfları

BN seramik kompozit çeşitleri daha iyi anlaşılması için aşağıda verilmiştir.

Bor Nitrür'ün dielektrik sabiti

Dielektrik sabiti Aynı zamanda, malzemelerin elektrik alanlarındaki davranışlarını belirleyen bağıl geçirgenlik olarak da bilinir. Dielektrik sabiti bize bir malzemenin uygulanan elektrik alanına bağlı olarak enerjiyi ne kadar depolayabileceğini anlatır. Genellikle, dielektrik sabiti Bor Nitrür'ün değeri 3 ile 5 arasında değişmektedir. Bu özellik, elektronik uygulamalarda daha iyi yalıtkan olarak performans göstermesine yardımcı olur.

Dielektrik malzeme nedir?

A dielektrik malzeme zayıf termal iletkenliğe sahiptir. Elektrik iletimine yardımcı olan serbest hareket eden elektroniklerden yoksundur. Ancak bir dielektrik malzeme Kesinlikle elektrik yükünü depolayabilirler, bu da onların elektrik yalıtkanı olarak işlev görmelerine yardımcı olur.

BN şu şekilde uygundur: dielektrik malzeme kapasitörler gibi elektronik bileşenlerde elektrik akımlarına dayanabildiği için kullanılır. Bor Nitrür ayrıca yüksek sıcaklık ortamlarıyla başa çıkabilen yalıtkanlardır. Bor Nitrür'ün yapısı, değişen dielektrik özellikler sahip olduğu yapılandırma nedeniyle. Genellikle, mühendisler, onu değiştirmek için çeşitli teknolojiler kullanırlar. dielektrik özellikler Bor Nitrür'ü istenilen uygulamalarda kullanmak için.

bn kompozitlerin dielektrik özelliklerinin ayarlanması

Dielektrik özelliklerini ayarlama yöntemi

Açıklandığı gibi dielektrik özellikler of'un BN kompozitleri genellikle mikro yapısının ve bileşiminin bir fonksiyonudur. Bir kompozitin temel mikro bileşiminde, BN'yi dağıtmadaki tekdüzelik dielektrik kaybını azaltır. SiC ve AlN gibi diğer dolgu maddeleri ana kafesteki özellik etkisini artıracaktır. Öne çıkan ayarlama faktörleri şunlardır:

• Kompozitteki nanosheet hizalaması tan değerlerinin azaltılmasına yardımcı olur. Bu, morfolojideki çeşitliliğe atfedilir.
• Dolgu maddesi yapısı, ısı iletkenliğini ve elektriksel yalıtım özelliklerini değiştirmeye yardımcı olur
• Polarizasyon ve son kayıplar, arayüzdeki gözeneklilik veya kusurların kontrol edilmesiyle en aza indirilebilir.
• Daha iyi dielektrik değerlerine sahip BN kompoziti dielektrik özelliklere sahiptir sabitler yaklaşık 1.3 – 3.6 ve dielektrik kayıpları yaklaşık 0,01 GHz'in altında

Yüksek frekanslı sistemler ve dielektrik ayarlama

• Düşük tan değerleri, elektronik 5G PCB'nin sinyal bütünlüğünü sağlaması açısından uygundur
• Yüksek ısı iletkenliği, daha az dielektrik kayıpları ve üstün şok direnci kablosuz veya radar tabanlı iletişim sistemlerinde yardımcı olur
• Stabil dielektrik sabiti ve elektronik paketleme söz konusu olduğunda termal dağılım davranışı önemlidir.

Dielektrik özelliklerini ayarlamanın faydaları – yapısal veya morfolojik değişiklikler

• BN kompozitlerinde kullanılan dolgu maddeleri, BN kompozitinin parçacık boyutunu ve geometrisini değiştirebilir. Değiştirilen yönelim ve şekil, ısı akışını iyileştirir ve sınırlar dielektrik kaybı.
• Ağ mühendisliğinde termal yolların sentezlenmesi yöntemi, BN kompozitlerinin yalıtım davranışına yardımcı olur
• Malzemenin performansı ve kararlılığı genellikle arayüzdeki boşlukların ve süreksizliklerin en aza indirilmesiyle etkilenir

BN kompozit sistemlerinde dielektrik özellikler ve takaslar

• BN-ALN kompoziti yaklaşık 320 W/Mk'lık bir termal iletkenlik sağlar ve dielektrik sabiti değer 4'ten az
• BN – SiC bazlı kompozit iyi yalıtım ve daha iyi mekanik mukavemet sunar
• BN – Zirkonyum kompozit olarak iyi termal şok direnci sunar. Ayrıca, dielektrik özelliği ve ilgili performansı
• Polimer bazlı BN kompozitlerde benimsenen hizalama metodolojisi düşük geçirgenliği garanti eder. Anizotropik kafes geometrisi aracılığıyla termal iletim sunar.

Çözüm

İcadı BN kompozitleri seramiğin işlevselliğini artırarak birçok uygulamaya uygun hale getirdi. Kompozitlerin ayarlanması, elektronikteki uygulamalara uyması için temel özellik değişikliği için çok gereklidir. Dielektrik ayarlama, geleneksel kompozitin verimliliğini artırmak için bir konudur.