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氮化硼(Boron Nitride)基板及BN複合材料

電洽

氮化硼(Boron Nitride)俗稱白石墨(white graphite),特性與石墨相似,而質地為白色,BN有三種結晶構造:六方氮化硼 (HBN),密排六方氮化硼和立方氮化硼(CBN)。HBN 在常壓是穩定相,密排六方和CBN是高壓穩定相,BN製品一般採用熱壓成形,密度2.0~2.15 g/cm3,理論密度為2.27 g/cm3,莫氏硬度為2,具有高熔點,但無明顯熔點,在0.1 MPa氮氣中3000℃會昇華,在惰性氣氛Ar或N2中,使用最高溫度為2800℃;在氧氣氛中,穩定度較差,只能使用在900℃以下, 用來當作燒結氮化鋁基板(AlN substrate)之承載棚板。

 BN熱膨脹係數為2.0~6.5*10^-6/℃與石英(quartz)相當,熱導率為石英的10倍,因此抗熱震性優良,在20~1200℃循環數次也不會破裂,與酸、鹼、玻璃及大多數金屬不起反應(如900℃的鋁水與BN之contact angle 高達160℃,因此不會wetting BN),機械強度低,比石墨略高,但在高溫無負載軟化現象,可用一般金屬加工機台加工,因此可以用作熔煉、蒸發金屬的坩鍋(crucible)、器皿、液態金屬輸送管及鑄鋼用的模具。 BN是熱的導體,也是電絕緣體,常溫電阻率 >10^14Ω.cm,10^4~10^6Ω.cm(1000℃),HBN的介電常數為3~5,介電損失為(2~8) *10^-4,擊穿強度為氧化鋁的2倍,達30~40 KV/cm2,因此可用於製作各種加熱器之絕緣材料或玻璃治具,加熱管管套與高溫、高頻、高壓散熱材料;在電子工業中,可製三五族半導體,砷化鎵,磷化鎵,磷化銦的坩鍋。

興美材料所經銷德國原廠進口之BN 燒結治具,經過客戶在1900℃氣氛燒結測試,無雜質及異相產生。

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