Heiß-Düse aus gepresster Bornitrid-Keramik

Die heißgepresste Bornitrid-Düse ist eine spezielle keramische Bornitrid-Komponente, die in einem Hochtemperatur- und Hochdruckverfahren hergestellt wird. Sein Hauptbestandteil ist hexagonales Bornitrid (h-BN), ein Schlüsselmaterial für Bornitrid-Keramik. Dieses Material besitzt eine dem Graphit ähnliche Schichtstruktur und trägt daher den Spitznamen „weißer Graphit“. Es kombiniert hervorragende thermische Eigenschaften, einschließlich der bemerkenswerten Wärmeleitfähigkeit der Bornitrid-Keramik, mit hervorragender chemischer Stabilität und überlegener Bearbeitungsfähigkeit von Bornitrid und klassifiziert es als bearbeitbares Bornitrid. Der Heißpressprozess führt zu einer dichten und gleichmäßigen HBN-Keramikstruktur, die ihm eine außergewöhnliche Leistung für extreme Umgebungen verleiht.

Das XRD-Muster der gesinterten Probe zeigte nur sechs charakteristische Beugungspeaks, die den hBN-Kristallebenen -(002), (100) und vier weiteren -entsprachen, ohne erkennbare Peaks bei 43 Grad, 50 Grad oder 74 Grad (2θ), die mit cBN verbunden waren.

   ·Die Ergebnisse der Dichtecharakterisierung lauten wie folgt:

   Die gesinterten Proben zeigten eine starke positive Korrelation zwischen cBN-Gehalt und relativer Dichte:

1. Dichteverbesserung: Progressive Erhöhung durch cBN-Zugabe

2. Spitzenleistung:

①30 Gew.-% cBN ergaben eine maximale Dichte von 97,6 % der Theorie

②~15 % höher als zuvor gemeldete Werte für hBN-Keramik

3. Schwelleneffekt: Die Dichte sank aufgrund der Partikelagglomeration auf über 30 Gew.-%

   ·Die mechanischen Leistungsdaten sind wie folgt zusammengefasst:

Die entwickelten Hochleistungs-hBN-Keramiken weisen im Vergleich zu herkömmlichen hBN-Keramiken eine zwei- bis dreimal höhere Druck- und Biegefestigkeit sowie einen deutlich höheren Elastizitätsmodul und eine deutlich höhere Mikrohärte auf.

   ·Die dielektrischen Leistungskennzahlen sind wie folgt zusammengefasst:

Die entwickelten Hochleistungs-hBN-Keramiken weisen deutlich verbesserte dielektrische Eigenschaften auf.

• Hohe-Temperaturbeständigkeit: Hält Temperaturen über 1200 Grad über längere Zeiträume und bis zu 1800 Grad bei kurzzeitigem-Einsatz in inerten oder reduzierenden Atmosphären stand und fungiert als wirksamer Bornitrid-Isolator.
• Hervorragende thermische Stabilität: Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient und hohe Temperaturwechselbeständigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit von Bornitrid, insbesondere die Wärmeleitfähigkeit von hexagonalem Bornitrid, ermöglicht es, schnellen Temperaturänderungen ohne Rissbildung standzuhalten.
• Chemische Trägheit: Weist eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber den meisten geschmolzenen Metallen, Glas, Salzen, Säuren und Laugen auf und minimiert Reaktionen oder Adhäsionen. Diese Eigenschaft haben hochreine Formen wie pyrolytisches Bornitrid (PBN) gemeinsam.
• Selbst-Schmierung: Die Schichtstruktur sorgt für einen niedrigen Reibungskoeffizienten und erleichtert so die Freigabe oder den Materialfluss. Dies ist auch ein Vorteil von Bornitrid-Platten und BN-Plattenmaterialien.
• Gute elektrische Isolierung: Behält auch bei hohen Temperaturen zuverlässige Isoliereigenschaften bei, ein Markenzeichen von Borkeramik und Borkeramik im Allgemeinen.
• Bearbeitbarkeit: Im Vergleich zu anderen Bornitrid-Keramikmaterialien weist heißgepresstes BN eine relativ geringere Härte auf, sodass die Bearbeitung von Bornitrid auf präzise Abmessungen möglich ist. Es ist in verschiedenen Formen wie Bornitridplatten, Bornitridrohren und Bornitridkeramikplatten für verschiedene Anwendungen erhältlich.

Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften werden heiß-Düsen aus Bornitrid häufig verwendet. Zu den wichtigsten Lieferanten gehört Momentive Bornitride (Bornitrid Momentive).

• Metallverarbeitung: Wird als Düsen in Prozessen wie Stranggießen und Zerstäuben verwendet. Es widersteht der Erosion durch Metallschmelzen mit hohen-Temperaturen und verhindert Verunreinigungen.
• Elektronikindustrie: Wird als Tiegel und Diffusionsquellendüse für das Wachstum von Halbleiterkristallen verwendet. In ähnlich anspruchsvollen Umgebungen werden häufig hochreine pyrolytische Bornitrid-PBN- oder PBN-Beschichtungen verwendet.
• Glasindustrie: Wird in Glasfaserziehdüsen und Hochtemperatur-Glashandhabungskomponenten eingesetzt und bietet Korrosionsbeständigkeit und Nicht{1}}Haftung.
• Spritzgeräte: Werden als Düsen für Plasma- oder Flammspritzen verwendet und bieten Temperaturwechselbeständigkeit.
• Chemische und metallurgische Industrie: Geeignet für Düsen zur Förderung von Hochtemperatur- oder korrosiven Flüssigkeiten in Öfen mit kontrollierter Atmosphäre.
• Wissenschaftliche Forschung: Dient als Schlüsselkomponente in Hochtemperatur-Versuchsaufbauten. Materialien wie Nitrure de Bore Pyrolytique (pyrolytisches Bornitrid) und vielseitige Bornitridplatten sind in Laboren ebenfalls von entscheidender Bedeutung.

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