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氮化硼陶瓷的制备及应用

  1. 氮化硼陶瓷结构

有六方、六方密排、立方三种。六方晶BN在常压下为稳定相;密排六方晶BN和立方晶BN在高压下为稳定相,常压下为亚稳相;

六方晶氮化硼在高温和高压下转变为立方晶氮化硼或密排六方晶氮化硼。

氮化硼陶瓷

氮化硼陶瓷

六方氮化硼陶瓷

六方晶氮化硼具有与石墨相似的层状结构,颜色为白色,性能也有很多相似之处,因此又被称为“白石墨”。

  1. 氮化硼陶瓷的制造工艺

(1)氮化硼粉体的制备:

①硼卤化物法

此法又称气相合成法,硼卤化物与氨反应生成中间体氨基络合物,再将中间体经高温处理,得到BN。在125~130℃时,中间体分解为B2(NH)3,加热至900~1200℃时,B2(NH)3分解为BN。

②硼酐法

硼酐与氨在高温下反应,

硼酐与氰化钠(钙)反应,

在石墨坩埚中用石墨还原硼酐

③硼砂法

硼砂-氯化铵法:Na2B4O7+2NH4Cl+2NH3—4BN+2NaCl+7H2O

硼砂-尿素法:Na2B4O7+2(NH2)2CO—4BN+Na2O+4H2O+2CO2

(2)氮化硼陶瓷的成型

为了得到致密的氮化硼,主要采用热压法。氮化硼陶瓷也可根据不同的形状和尺寸,采用各种成型方法成型。

(3)氮化硼陶瓷的烧结

为了便于氮化硼烧结,可以加入一定量的添加剂,常用的添加剂有B203、Si3N4、AIPO4、BaCO3等。

添加剂中加入的B2O3的量要适当,B2O3的存在会使氮化硼陶瓷吸湿,导致电性能和热性能急剧下降;

如果加入BaCO3,可以提高热压氮化硼陶瓷制品的性能。

  1. 六方氮化硼陶瓷的性能及应用
性能 应用
颜色白色,性能稳定,机械加工性好 用作高温润滑剂
耐高温、绝缘 用作电绝缘材料
 

热导率和对微波的穿透性能

在电子工业中用作雷达的透射窗口
在原子能工业中用作核反应堆的结构材料
 

 

 

熔点高,热膨胀系数小,对几乎所有熔融金属都稳定,

用作高温金属冶炼坩埚,耐热材料
用作散热片和导热材料(在中性或还原性气氛中温度可达2800℃)
冶金工业中用于制作方坯水平连铸工艺中结晶器的隔离环
制造发动机零件的最佳材料,广泛应用于国防工业和航空航天
氮化硼陶瓷的制造及应用

氮化硼陶瓷的制造及应用


水刀氧化锆陶瓷柱塞

Innovacera 为各种泵和阀门开发了多种氧化锆陶瓷零件。例如,用于严苛工况和高压系统的水射流氧化锆陶瓷柱塞。

陶瓷泵和柱塞是高压、高磨损、高温、盐水、化学和计量应用中金属的理想替代品。

用于水射流的水射流增压器陶瓷柱塞用于 60k 超高压增压器水射流泵 50HP、60HP、100HP、40KPSI 和 60KPSI。

它承受的最大压力为 60 Kpsi,电压为 220v/380v。

陶瓷通过热收缩与金属盖连接,它是陶瓷与金属最坚固的组装,不易散开。氧化锆棒表面经过镜面抛光,表面粗糙度细小,因此耐磨,可以长时间工作。并且氧化锆陶瓷材料具有良好的韧性和断裂强度。以下是带有氧化锆陶瓷柱塞的水射流切割机增压泵结构,供参考:

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氧化锆陶瓷材料特性:

氧化锆陶瓷材料特性
技术参数 技术项目 单位 数值
物理性质 主要含量 % ZrO2+HfO2:94.65%,Y2O3:5.35%
密度 g/cm3 ≥6.0
水分吸收率 % 0.00
机械性能 硬度 HV 1,400.00
弯曲强度 Kgf/mm2 11.00
抗压强度 Kgf/mm2 25.00
温度特性 热膨胀系数(0-1000℃) (10-6/K) 9.5*10-6
抗热震性 T(℃) 360.00
热导率 W/m.k 3.00
体积电阻率
(20℃)
 (Ω·cm) >10 12
备注:该值仅供参考,不同使用条件会有少许差异。
 

Innovacera Waterjet 氧化锆陶瓷柱塞特点:

镜面抛光
耐高压
耐磨耐腐蚀
使用寿命长 &提高密封寿命
良好的韧性和断裂强度
10 年为 OEM 制造氧化锆泵部件的专业经验

水射流氧化锆陶瓷柱塞尺寸规格:

22.22*207mm
22.22*318mm
22.22*236mm

我们为水下喷射切割机设备提供氧化锆陶瓷柱塞:

FLOW、KMT、OMAX、YONG DA、BOAO、
WSI、HUAZHEN、DA DI、JINJIAN。

水射流氧化锆陶瓷柱塞

水射流氧化锆陶瓷柱塞


氧化锆增韧氧化铝(ZTA)有哪些突出的特性?

ZTA(氧化锆增韧氧化铝)是一种由氧化铝和氧化锆制成的复合材料。它结合了两种材料的优异特性。

与传统氧化铝相比,ZTA 具有更高的硬度、更高的抗弯强度和相似的密度。与传统氧化锆相比,它具有更低的线性热膨胀系数和更高的热导率。

通过利用这些特性,ZTA 已广泛应用于需要冷却的铣削零件和耐磨零件。

 ZTA(氧化锆增韧氧化铝)

ZTA(氧化锆增韧氧化铝)

特点:

  • 高刚度和出色的耐磨性
  • 比氧化铝更硬,具有与氧化锆相当的出色耐磨性。
  • 高导热性和低热膨胀性
  • 通过热导率和低热膨胀抑制热变形,相当于氧化铝。适用于需要冷却机制的部件。
  • 高强度和比刚度
  • 强度约为氧化铝的两倍,并通过高比刚度实现轻量化设计。

 

以下是 ZTA 的材料属性:

属性 单位 ZTA 陶瓷
氧化锆含量 % 20%
颜色 白色
体积密度 g /cm3 4.1
吸水率 % 0
晶体尺寸(晶粒尺寸) μm 5-6
维氏硬度,HV1.0 Gpa ≥15
弯曲强度 Mpa ≥500
线膨胀系数 20-500℃ 1×10-6mm/℃ 6.5~7.5
20-800℃ 6.5~8.0
热导率 W/m·K( 20℃) ≥20.9
比热容 KJ/(kg*K) ≥0.8
介电强度 KV/mm ≥9
体积电阻率 Ω·cm 20℃ ≥1014
Ω·cm 300℃ ≥1011
Ω·cm 500℃ ≥109
介电常数 1MHz 9-10
介电损耗正切 1MHz ≤5×10-4
表面粗糙度 μm 机后0.1-0.4

氮化硼坩埚如何使用?

氮化硼陶瓷坩埚的工作温度在真空下为1900℃,在大气保护下为2100℃。氮气或氩气气氛最好,使用寿命最长。

氮化硼坩埚抗热震性强,1500℃快冷不开裂,1000℃炉内保温20分钟,取出吹气快冷,连续数百次不开裂。

注意事项:

1.在空气中使用温度不宜超过900℃,超过900℃氮化硼与氧气表面会氧化剥落。

2. 氮化硼 易吸潮,坩埚不能存放在潮湿的地方,不能用水冲洗,可用砂纸直接擦拭,或用酒精擦洗。

3.氮化硼坩埚应用方向

【适用材料】:

  1. 黑色金属:铁、铜、铝、镍、镁、铋、锌等,合金FE-CO-NI-SI CO-ZR-NB
  2. 常温下与水和酸不反应。与水缓慢水解生成硼酸和氨
  3. 稀土、氮化物

【未查到材料】:

  1. 三氧化二锑、七氧化三铬、三氧化钼、三氧化二砷、碳化钛等
  2. 高铅玻璃釉在空气中800-950℃熔化会腐蚀BN,但在氮气或惰性气体保护下不发生反应。
  3. 磷酸硼在氮气中1400℃腐蚀氮化硼,与热浓或熔融的碱和热氯气发生反应。
    BN Crucible

    氮化硼陶瓷坩埚

    氮化硼陶瓷坩埚

    氮化硼陶瓷坩埚


技术陶瓷的历史

先进陶瓷的故事是一个有趣的故事,讲述了技术陶瓷的创造以及技术陶瓷各种用途潜力的发现如何影响许多在日常运营中使用先进陶瓷的不同行业的发展。 Continue reading


由英诺华(Innovacera)生产陶瓷金属化组件

随着技术的发展,金属陶瓷复合材料在真空馈通、二氧化碳激光器、电路板印刷、高功率微波环境中的应用越来越受欢迎,这需要高纯度氧化铝陶瓷能够很好地传输微波功率。它要求陶瓷介电常数在稳定的范围内。Innovacera 陶瓷零件已成功制造出满足客户应用要求的零件。

高真空技术(HVDC-高压直流传输,真空技术)中使用了许多金属陶瓷复合材料,例如晶闸管和真空断路器。主要使用氧化铝陶瓷和各种有色金属,例如 OF Cu(无氧铜)或 Nico(镍钴)、软磁合金、NiFe(镍铁)或不锈钢(316L)作为连接剂。作为一种材料逻辑连接技术,使用被动和主动钎焊技术,可以生产出高强度复合材料,这些复合材料在-150℃至+500℃的温度范围内具有永久防腐蚀和真空密封性。

如果您想了解更多信息,请与我们联系。

陶瓷到金属组件由 Innovacera 生产

陶瓷到金属组件由 Innovacera 生产


TO-3P/220/247/254/257/258/264氮化铝陶瓷导热垫用于MOSFET晶体管IGBT晶体管散热器

Innovacera 陶瓷导热界面垫旨在为发热元件、散热器和其他冷却设备提供优先的传热路径。这些垫用于填充由于不完全平坦或光滑的表面而导致的气隙,这些表面应保持热接触。这些垫由陶瓷材料制成,例如氧化铝陶瓷和氮化铝,有助于提供增强的导热性和出色的绝缘性能。典型的应用包括功率器件、集成电路 (IC) 芯片封装导热、MOSFET 晶体管、IGBT 晶体管散热器、MOS 晶体管、散热器接口、LED 板导热界面材料 (TIM)、芯片导热薄膜 (COF) 导热。

TO-3P-220-247-254-257-258-264 氮化铝陶瓷导热垫无孔 MOSFET晶体管IGBT晶体管散热器

TO-3P-220-247-254-257-258-264 氮化铝陶瓷导热垫无孔 MOSFET晶体管IGBT晶体管散热器

陶瓷散热器是电器中对电子元件散热的一种装置。

陶瓷散热器整体结构增加了与空气接触的散热面积,大大增强了散热效果,散热效果比超级铜、铝更好。

陶瓷具有绝缘、耐高温、耐氧化、耐酸碱、耐冷热冲击、热膨胀系数小等特点,保证在高低温或其他恶劣环境下工作稳定。

陶瓷可耐大电流、耐高电压、可防止漏电击穿、无噪声,不会与MOS等功率管产生耦合寄生电容,从而简化滤波过程。

氮化铝陶瓷导热绝缘垫是一种具有高热导率、高电阻率等优异性能的陶瓷材料,此外还具有高硬度、耐腐蚀、低介电常数和介电损耗、低CTE等优点。氮化铝陶瓷具有优异的导热性能(是氧化铝陶瓷的7-10倍),由于其热膨胀系数与硅相近,作为新一代陶瓷材料,越来越受到人们的重视。

陶瓷导热片安装步骤:

①清洁目标表面:清洁待安装物体表面的灰尘或污渍,然后对准陶瓷绝缘片的孔位;

②功率管粘接:将功率管粘贴在陶瓷绝缘片上;

③固定绝缘片:用螺丝将功率管和陶瓷绝缘片固定在安装物体上。

常规尺寸

适用于封装类型:TO-3P / TO-220 / TO-247 / TO-264 / TO-3/TO-254/TO-257/TO-258,带孔或不带孔。

TO – 3P,  25*20*1mm(其他厚度也可);

TO-220,  20*14*1mm(其他厚度也可);

TO-247,  22*17*0.635mm(其他厚度也可);

TO-264,  28*22*1mm(其他厚度也可);

TO-3,  39.7*26.67*1mm(菱形)。

TO-254,  34*24*1mm(其他厚度也可);

TO-257,  40*28*1mm(其他厚度也可);

TO-258,  50.8*50.8*1mm(其他厚度也可);

其他标准尺寸:

25.4*25.4mm;

114.3*114.3mm;

152*152mm;

190.5*138mm…..;

可定制尺寸。

常规尺寸图纸:

TO-3P/220/247/254/257/258/264 氮化铝陶瓷导热垫用于 MOSFET 晶体管
TO-3P/220/247/254/257/258/264 氮化铝陶瓷导热垫用于 MOSFET 晶体管 IGBT 晶体管散热器

机器细节

技术数据 名称 技术要求 备注
1 机器尺寸 厚度  按图纸
2 平整度 0.01
3 拱度 ≤2‰
4 表面粗糙度 Ra≤0.5
5 外观要求 表面光滑,无污垢、水渍、水印,无缺口、裂纹、边缘断裂、划痕等缺陷
6 清洁要求 超声波清洗后,再用酒精清洗,并及时烘干、烘烤,确保表面无水渍、水印
7 包装要求 产品加工后,按要求放入专用珍珠棉包装盒内,周转、运输时避免碰伤、划伤等缺陷。

ALN产品包装要求:

(1)产品按清洁要求清洗要求,完全干燥后,放入专用珍珠棉包装盒内,

(2)包装盒内小格子内放入产品一组100片,每个包装盒内有5个格子,共可放500片(如图)。

(3)每版包装盒装好产品后,需用保鲜膜裹紧,并贴上数量标签(如图);

(4)将珍珠棉包装盒装入外箱,表面贴上规格、数量标签。

(5) 包装纸箱尺寸:21*21*12cm

(6) 毛重:1.5kgs

TO-3P-220-247-254-257-258-264 氮化铝陶瓷导热垫,无孔,用于 MOSFET 晶体管 IGBT 晶体管散热器封装

TO-3P-220-247-254-257-258-264 氮化铝陶瓷导热垫,无孔,用于 MOSFET 晶体管 IGBT 晶体管散热器封装


2022年电子陶瓷市场规模将达千亿

特种陶瓷具有高硬度、耐磨、高断裂韧性等优点,陶瓷的特性并不止于此,很多陶瓷材料还具有极其广泛的电特性,从绝缘体到半导体、导体,甚至超导体都有可能。正因为如此,陶瓷材料在电子工业中有着广泛的应用。

在电子技术中,能够用来制备各种电子元器件的陶瓷材料被称为“电子陶瓷”。电子陶瓷还具有介电常数高、介电损耗低、温度系数小等特点,能够很好地满足电子工业小型化、集成化的条件。因此,电子陶瓷在5G时代前景十分广阔,在能源、家电、汽车等方面有着广泛的应用。

据相关机构数据显示,2019年中国电子陶瓷行业市场规模为657.7亿元,2014-2019年CAGR达13.7%。未来随着5G通信商用、数据中心建设、电子元器件、新能源燃料等领域需求增加,叠加电子陶瓷国产替代趋势,预计中国电子陶瓷行业市场规模仍将保持快速增长趋势,2022年有望突破1145亿元。

电子陶瓷是指电子工业中用到的电工、磁性陶瓷,电子陶瓷行业上游包括电子陶瓷基粉、配方粉、金属材料、化工材料等,中游为电子陶瓷设备和电子陶瓷材料,电子陶瓷下游主要为电子元器件,最终应用在终端产品上。其应用领域非常广泛,包括光通信、无线通信、工业激光、消费电子、汽车电子等,主要应用于各类电子整机中的振荡、耦合、滤波等电路。

在产业政策大力支持的背景下,我国电子陶瓷产业发展迅速,部分电子陶瓷壳体产品技术水平已达到或接近国际先进水平,未来中国厂商的市场份额将进一步扩大。

2022年电子陶瓷市场将达千亿

2022年电子陶瓷市场将达千亿


“快速加热”陶瓷元件

随着时代的发展,各行各业对快速加热元件的需求日益增加。

INNOVACERA 的陶瓷加热器广泛应用于工业和汽车领域。我们的加热器质量可靠,性能卓越。高可靠性的陶瓷加热器使客户能够最小化加热器的尺寸,同时保持最大功率以支持快速加热速度。

  • 陶瓷颗粒点火器
  • 电子烟/3D 打印机加热元件
  • 用于氧气传感器的陶瓷加热器
  • 智能坐浴盆/即热式热水器元件
  • 用于烙铁/焊台的陶瓷加热器
快速加热元件

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INNOVACERA 与每位客户合作,提供开源工具或定制设计,以满足您独特的性能需求。


固态黄釉氧化铝陶瓷聚光腔/激光反射器

黄釉陶瓷聚光腔固体激光器的主要吸收带上表现出高反射率,同时在无效吸收带上表现出降低反射率的作用。相比之下,漫反射陶瓷聚光腔在激光晶体不吸收的紫外波段具有高反射率,但不能有效滤除对激光晶体产生有害色心的紫外光。高反射、吸收紫外光的陶瓷釉可以明显改善普通陶瓷聚光腔的不足,具有抗激光辐射能力强、绝缘性高、耐腐蚀、易清洗、吸收紫外光等特点。

固态黄釉氧化铝陶瓷聚光腔激光反射器

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