Perspectivas futuras do nitreto de boro

Devido à alta dureza dos materiais de aço, muito calor é gerado durante o processamento. As ferramentas diamantadas são fáceis de decompor em altas temperaturas e reagem facilmente com metais de transição. Os materiais C-BN têm boa estabilidade térmica e não são fáceis de reagir com metais ou ligas do grupo do ferro. Reação, pode ser amplamente utilizado no processamento de precisão, moagem, etc. de produtos siderúrgicos. Além de excelente resistência ao desgaste, o c-BN também possui excelente resistência ao calor. Ele também pode cortar aço resistente ao calor, ferro-liga, aço endurecido, etc., e pode cortar rolos resfriados de alta dureza e infiltrar em temperaturas de corte relativamente altas. Material de têmpera de carbono e liga de Si-A1, que é muito sério para o desgaste da ferramenta. Na verdade, ferramentas de corte e ferramentas abrasivas feitas de corpo sinterizado de cristal c-BN (sintetizado em alta temperatura e alta pressão) têm sido usadas na usinagem de precisão de alta velocidade de vários materiais de metal duro.

Como um material semicondutor de largura de banda larga (gap de banda 6,4 eV), C-BN tem alta condutividade térmica, alta resistividade, alta mobilidade, baixa constante dielétrica, campo elétrico de alta degradação e pode realizar dopagem de tipo duplo e tem boa estabilidade. Junto com o diamante, SiC e GaN, é chamado de material semicondutor de terceira geração, após Si, Ge e GaAs. Sua característica comum é um largo gap, adequado para fazer elétrons usados ​​em condições extremas. Dispositivo. A Tabela 10.6 mostra uma comparação de suas várias propriedades. Não é difícil descobrir que, em comparação com SiC e GaN, C-BN e diamante têm propriedades mais excelentes, como maior intervalo de banda, maior mobilidade e mais campo elétrico de alta degradação, menor constante dielétrica e maior condutividade térmica. Obviamente, como materiais eletrônicos extremos, C-BN e diamante são melhores. Porém, como material semicondutor, o diamante tem sua fraqueza fatal, ou seja, a dopagem do tipo n do diamante é muito difícil (a resistividade do dopagem do tipo n só pode chegar a 102 Ω · cm, o que está longe do dispositivo padrão) , enquanto c-BN é Pode atingir dopagem de tipo duplo. Por exemplo, no processo de síntese de alta temperatura e alta pressão e preparação de filme fino, a adição de Be pode obter semicondutor do tipo p; adicionar S, C, Si, etc. pode obter semicondutor do tipo n. Portanto, em geral, c-BN é o material semicondutor de terceira geração com o desempenho mais excelente. Ele não só pode ser usado para preparar dispositivos eletrônicos que funcionam em condições extremas, como alta temperatura, alta frequência e alta potência, mas também tem vantagens em detectores e luminescência ultravioleta profunda. Amplas perspectivas de aplicação. Na verdade, Mishima et al. relatou pela primeira vez que os diodos emissores de luz c-BN feitos sob condições de alta temperatura e alta pressão podem funcionar a uma temperatura de 650 ° C. Sob polarização direta, o diodo emite luz azul visível a olho nu, e as medições espectrais mostram que ele é o mais curto. O comprimento de onda é 215 nm (5,8 eV). C-BN possui um coeficiente de expansão térmica semelhante ao GaAs e Si, alta condutividade térmica e baixa constante dielétrica, bom desempenho de isolamento e boa estabilidade química, tornando-o um material dissipador de calor e revestimento isolante para circuitos integrados. Além disso, C-BN tem uma afinidade de elétrons negativos, pode ser usado como um material de emissão de campo catódico frio e tem uma ampla gama de possibilidades de aplicação no campo de monitores de tela plana de grandes áreas.

Em termos de aplicações ópticas, devido à alta dureza do filme c-BN e à alta transmitância em toda a faixa de comprimento de onda do ultravioleta (começando aproximadamente a 200 nm) ao infravermelho distante, é adequado como um revestimento de superfície para alguns componentes ópticos, especialmente como revestimento de materiais de janela, como seleneto de zinco (ZnSe) e sulfeto de zinco (ZnS). Além disso, tem boa resistência ao choque térmico e dureza comercial, e espera-se que se torne um material de janela ideal para lasers e detectores de alta potência.