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制备热解氮化硼工艺

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氮化硼材料主要通过热压烧结含有少量助溶剂的六方氮化硼粉末制得,生产效率较高,但是这种方法易于在烧结体中引入孔洞和杂质以及因热压产生的各向异性等问题,这使得其应用受到很大的限制,特别...

制备热解氮化硼工艺

氮化硼材料主要通过热压烧结含有少量助溶剂的六方氮化硼粉末制得,生产效率较高,但是这种方法易于在烧结体中引入孔洞和杂质以及因热压产生的各向异性等问题,这使得其应用受到很大的限制,特别是在高温及氧化环境中。利用化学气相沉积法(CVD)并恰当地控制工艺参数就可以制备高纯度、高致密度的热解氮化硼(PBN)材料,利用这种方法制得的热解氮化硼材料具有良好的可加工性能,能很好的满足应用要求。

氮化硼


影响热解氮化硼(PBN)制备的工艺参数非常多,主要有硼-氮源、温度、压力和反应器构造等四个方面。沉积氮化硼的原料反应气主要分为两大类:硼源+氮源+载气/稀释气;含有硼和氮两种元素的化合物+载气/稀释气。

沉积氮化硼的温度可以在很大范围内变化(250℃-2300℃)。一般温度越高,沉积出的氮化硼的结晶度越好。沉积氮化硼的压力在1-760torr内变化。沉积基体可以是过度金属、结构陶瓷、电子陶瓷、玻璃、石墨以及陶瓷颗粒等无孔基体。

热解氮化硼材料具有优异的理化性能,化学气相沉积法(CVD)是制备高纯度致密氧化硼材料的良好选择。制备得到的热解氮化硼(PBN)的结构、形态及性能能强烈地依赖于工艺条件,利用化学气相沉积法(CVD)所制备的氮化硼大多为薄膜、粉末等形态,而大尺寸块体的氮化硼还仅限于各向异性度很高的热解氮化硼,没有充分发挥热解氮化硼结构多样性的特点,限制了该材料在更广阔的领域得到应用。所以,对力学性能优异的各向同性热解氮化硼的研究相对比较少,鉴于热解氮化硼的广阔应用,热解氮化硼材料的制备工艺研究还有待深入,尤其是沉积机制的研究,为可控制备热解氮化硼提供坚实的基础。


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