熱壓氮化硼陶瓷制品的優(yōu)異特性
Sep 18,2015
采用熱壓燒結(jié)制備的六方氮化硼及其復(fù)合材料以其優(yōu)異的耐高溫性能、抗金屬熔體和熔渣侵蝕性、高導(dǎo)熱性和高電絕緣性,以及易加工性能且加工精度高(可達(dá)0.01mm)、密度小、潤(rùn)滑、無毒,是一種理想的高溫導(dǎo)熱絕緣材料。
其主要性能:
1.高耐熱性:在氧化氣氛中至900℃才開始氧化,真空下可安全使用到2000℃,在惰性氣體中2800℃不軟化;其強(qiáng)度1800℃為室溫的2倍,
2.高導(dǎo)熱系數(shù):熱壓制品為33W/m·k和純鐵一樣,在530℃以上是陶瓷材料中導(dǎo)熱最大的材料;
3.低熱膨脹系數(shù):2×10-6的膨脹系數(shù)僅次于石英玻璃,是陶瓷中最小的。
4.優(yōu)良的電性能:高溫絕緣好,25℃為1014Ω-cm,2000℃還可達(dá)到103Ω-cm,是陶瓷中最好的高溫絕緣材料,擊穿電壓為3KV/mm。低介電損耗,108Hz時(shí)為2~5×10-4,介電常數(shù)為4,可透微波和紅外線;
5.良好的耐腐蝕性:與一般金屬(鐵、銅、鋁、鉛等),稀土金屬,貴重金屬,半導(dǎo)體材料(鍺、硅、砷化鉀、),玻璃、熔鹽(水晶石、氟化物、爐渣),無機(jī)酸、堿不反應(yīng);
6.低的摩擦系數(shù):μ為0.16,高溫下不增大;
7.可機(jī)械加工性:其硬度為莫氏2,所以可用一般機(jī)械加工方法加工成精度很高的零部件制品,加工精度可達(dá)0.01mm。
根據(jù)以上性能,氮化硼及其復(fù)合材料在電子、冶金、化工、宇航等尖端技術(shù)中具有許多用途:
1、利用六方氮化硼陶瓷優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性,可用作熔煉蒸發(fā)金屬的坩堝、舟皿、液態(tài)金屬輸送管、合成GaAs晶體的坩堝、火箭噴口、大功率器件底座、熔化金屬的管道、泵零件、鑄鋼的模具等;
2、利用六方氮化硼陶瓷的耐熱耐蝕性,可以制造高溫構(gòu)件、火箭燃燒室內(nèi)襯、宇宙飛船的熱屏蔽、磁流件發(fā)電機(jī)的耐蝕件等;
3、利用六方氮化硼陶瓷的絕緣性,可用于高壓高頻電氣設(shè)備及等離子弧的絕緣體以及各種加熱器的絕緣子,加熱管套管,高頻應(yīng)用電爐的絕緣材料。
4、利用六方氮化硼陶瓷的高絕緣和高導(dǎo)熱性可制成半導(dǎo)體元件絕緣散熱底板、變壓器的填充料和高溫、高頻、高壓絕緣散熱部件;
5、利用六方氮化硼陶瓷的耐熱、耐蝕和絕緣性可制成等離子弧、等離子焊接工具的高溫絕緣部件,熔融金屬的熱電偶保護(hù)管,水平連鑄的分離環(huán)等;
6、利用高頻損耗低的特性,可制成微波輸能窗,利用含B高而作為半導(dǎo)體的固體擴(kuò)散源。