半导体氮化硼陶瓷喷嘴

——上瓷时代高纯高性能氮化硼陶瓷材料介绍

　　六方(fang)(fang)氮(dan)(dan)化(hua)硼(peng)是一种具有优良(liang)性能(neng)和广泛用途的(de)(de)材料(liao)，但由于(yu)其片(pian)状的(de)(de)显微结(jie)(jie)构和稳定的(de)(de)化(hua)学性质，烧结(jie)(jie)非(fei)常困难，很难通过现有的(de)(de)工艺烧结(jie)(jie)得(de)到致密的(de)(de)陶(tao)瓷(ci)块(kuai)体。以往的(de)(de)六方(fang)(fang)氮(dan)(dan)化(hua)硼(peng)陶(tao)瓷(ci)往往通过添加(jia)大(da)(da)量(liang)烧结(jie)(jie)助(zhu)(zhu)剂来改(gai)善其性能(neng)，但烧结(jie)(jie)助(zhu)(zhu)剂的(de)(de)存在(zai)，会对(dui)六方(fang)(fang)氮(dan)(dan)化(hua)硼(peng)陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)性能(neng)造成(cheng)很大(da)(da)的(de)(de)影响，严重阻(zu)碍了氮(dan)(dan)化(hua)硼(peng)陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)应用。

　　上瓷时代高(gao)(gao)纯高(gao)(gao)性(xing)能氮(dan)(dan)(dan)化(hua)硼(peng)陶(tao)瓷材(cai)料技术(shu)填(tian)补(bu)国(guo)内(nei)空白，是(shi)采用(yong)了(le)(le)相变增(zeng)压烧(shao)(shao)结技术(shu)，实现(xian)了(le)(le)氮(dan)(dan)(dan)化(hua)硼(peng)陶(tao)瓷的自致(zhi) 密化(hua)，即利(li)用(yong)纳米级立方(fang)(fang)氮(dan)(dan)(dan)化(hua)硼(peng)在(zai)高(gao)(gao)温发生向六方(fang)(fang)氮(dan)(dan)(dan)化(hua)硼(peng)转变的相变时，能够有效(xiao)地促进六方(fang)(fang)氮(dan)(dan)(dan)化(hua)硼(peng)陶(tao)瓷的烧(shao)(shao)结，在(zai)不(bu)添加烧(shao)(shao)结助剂的条件下实现(xian)了(le)(le)低温烧(shao)(shao)结，获得了(le)(le)高(gao)(gao)纯、高(gao)(gao)密度和高(gao)(gao)性(xing)能六方(fang)(fang)氮(dan)(dan)(dan)化(hua)硼(peng)陶(tao)瓷材(cai)料。

　　该材料可以应用做半导体用氮化硼(peng)陶瓷喷嘴、陶瓷环(huan)等等，这个在欧美和日本(ben)已(yi)经应用。

　　氮化硼陶瓷样品的性能数(shu)据，具体(ti)结果如下：

1.物相检测：

　　样品只检测到对(dui)应hBN的(de)（002）、（100）等六个镜面的(de)衍射(she)(she)峰，没有检测到cBN位于43°、50°、和74°的(de)衍射(she)(she)峰，表明(ming)所有的(de)cBN原料(liao)已在烧结过程(cheng)中转变为六方相(xiang)，并(bing)且没有杂质相(xiang)存在。

2.密度检测：

样品的相对(dui)密度(du)随(sui)着cBNd ;的含(han)量(liang)增加而(er)显著增大(da)，在30wt%时达到最(zui)大(da)值，为97.6%，大(da)大(da)高于之前所报道的氮化硼陶瓷密度(du)。

3.力学性能：

　　高性能六方氮化硼陶瓷具有2-3倍普通hBN陶瓷的抗压强度和抗弯强度，远远大于普通hBN陶瓷的杨氏模量和显微硬度。且随着cBN 添加量的增加，高性能六方氮化硼陶瓷的强度持续提高。其抗弯强度和抗压强度高达94.51MPa 和118.67MPa，杨氏模量和显微硬度分别为29.44 和1.15GPa。

4.介电性能：

　　制备(bei)(bei)的(de)高性能六方氮化硼陶瓷具备(bei)(bei)较低(di)(di)的(de)介(jie)(jie)电(dian)常(chang)(chang)数和明显减(jian)小(xiao)(xiao)的(de)介(jie)(jie)电(dian)损(sun)耗，随着 cBN  的(de)加(jia)入，介(jie)(jie)电(dian)常(chang)(chang)数小(xiao)(xiao)幅度降低(di)(di)，介(jie)(jie)电(dian)损(sun)耗亦减(jian)小(xiao)(xiao)。最(zui)优值介(jie)(jie)电(dian)常(chang)(chang)数为4.37，而介(jie)(jie)电(dian)损(sun)耗低(di)(di)至2.48×10-4。

不同cBN 添加量样品的介(jie)电常数和介(jie)电损耗