Керамика на основе нитрида бора

Керамику из гексагонального нитрида бора получают методом горячего прессования в графитовых прессформах порошков нитрида бора турбостратной структуры (рис. 1.14, я) при температурах 1800−1900° С и давлении 30−40 МПа в среде азота, защищающего графитовые прессформы от окисления. Такая керамика весьма устойчива к окислению и воздействию различных агрессивных сред.

В США горячепрессованную BN-керамику (HPBN) получают при температуре 2273 К и давлении 14 МПа. Для улучшения уплотняемости керамики вводят в процессе прессования порошков ВМ_Г оксид В₂От,. Некоторые свойства различных марок HPBN, выпускаемых зарубежными фирмами приведены в табл. 1.12.

Таблица 1.12.

Свойства различных марок BN-керамики

Фирма «Union Carbide» получает BN-керамику марки HBR, имеющую теплопроводность 55 Вт/м-К, диэлектрическую постоянную 4,2 и тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 1 МГц 4−10″ ⁴ и BN-керамику марки N-I, содержащую 99% BN, теплопроводность которой достигает 70 Вт/м-К при 299 К и 40 Вт/м-К при 1473 К. Характерной особенностью BN-керамики является ярко выраженная анизотропия свойств.

Более высокими физико-химическими свойствами обладает нитридная керамика, получаемая методом пиролитического осажде- 56

ния и представляющая собой текстурированные осадки плотностью 2130 — 2240 кг/м³, осаждаемые из газовой фазы в виде пластин толщиной 1 — 6 мм, либо тел вращения. Чистота материала при этом достигает 99,999%. В отличие от горячепрессованной BN-керамики пиролитически осажденная керамика обладает лучшими электроизоляционными свойствами, более высоким электросопротивлением и прочностью при высоких температурах. Она устойчива к действию водных растворов минеральных кислот и щелочей, агрессивных газов, расплавов солей и металлов. Сочетание перечисленных свойств пиролитически осажденной BN-керамики позволяет использовать ее в качества эффективной газонепроницаемой и вакуумноплотной электроизоляции, высокотемпературного диэлектрика, контейнеров для выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений, а также в качестве защитных покрытий различных деталей, работающих в контакте с расплавами или агрессивными газами. В России производят в настоящее время пиролитически осажденную BN-керамику в виде тиглей диаметром до 200 мм и высотой 300 мм, пластины размером 150×150×5 мм и фольгу размером листов 100×200×0,2 мм. Некоторые свойства пиролитически осажденной керамики, производимой в России, приведены в табл. 1.13.

Таблица 1.13.

Некоторые физико-механические характеристики пиролитически _осажденной BN-керамики, получаемой в России_.