半導體氮化硼陶瓷噴嘴

——上瓷時代高純高性能氮化硼陶瓷材料介紹

　　六方氮化硼是一種具有優良性能和廣泛用途的材料，但由于其片狀的顯微結構和穩定的化學性質，燒結非常困難，很難通過現有的工藝燒結得到致密的陶瓷塊體。以往的六方氮化硼陶瓷往往通過添加大量燒結助劑來改善其性能，但燒結助劑的存在，會對六方氮化硼陶瓷的性能造成很大的影響，嚴重阻礙了氮化硼陶瓷的應用。

　　上瓷時代高純高性能氮化硼陶瓷材料技術填補國內空白，是采用了相變增壓燒結技術，實現了氮化硼陶瓷的自致 密化，即利用納米級立方氮化硼在高溫發生向六方氮化硼轉變的相變時，能夠有效地促進六方氮化硼陶瓷的燒結，在不添加燒結助劑的條件下實現了低溫燒結，獲得了高純、高密度和高性能六方氮化硼陶瓷材料。

　　該材料可以應用做半導體用氮化硼陶瓷噴嘴、陶瓷環等等，這個在歐美和日本已經應用。

　　氮化硼陶瓷樣品的性能數據，具體結果如下：

1.物相檢測：

　　樣品只檢測到對應hBN的（002）、（100）等六個鏡面的衍射峰，沒有檢測到cBN位于43°、50°、和74°的衍射峰，表明所有的cBN原料已在燒結過程中轉變為六方相，并且沒有雜質相存在。

2.密度檢測：

樣品的相對密度隨著cBNd 的含量增加而顯著增大，在30wt%時達到最大值，為97.6%，大大高于之前所報道的氮化硼陶瓷密度。

3.力學性能：

　　高性能六方氮化硼陶瓷具有2-3倍普通hBN陶瓷的抗壓強度和抗彎強度，遠遠大于普通hBN陶瓷的楊氏模量和顯微硬度。且隨著cBN 添加量的增加，高性能六方氮化硼陶瓷的強度持續提高。其抗彎強度和抗壓強度高達94.51MPa 和118.67MPa，楊氏模量和顯微硬度分別為29.44 和1.15GPa。

4.介電性能：

　　制備的高性能六方氮化硼陶瓷具備較低的介電常數和明顯減小的介電損耗，隨著 cBN  的加入，介電常數小幅度降低，介電損耗亦減小。最優值介電常數為4.37，而介電損耗低至2.48×10-4。

不同cBN 添加量樣品的介電常數和介電損耗