Pota, kimya endüstrisinde kullanılan, ilk kez simya deneylerinde kullanılan ve kimyasal reaksiyonların düzgün ilerlemesini sağlamanın temelini oluşturan yüksek sıcaklıkta ısıtma için sıvı veya katı tutmak için kullanılan fincan şeklinde bir kaptır.
Pota malzeme gereksinimleri ısı direnci, güçlü ve yüksek sıcaklıklarda kimyasal reaksiyona girmesi kolay değildir, tarihteki en eski pota kilden yapılmıştır, modern zamanlardaki gelişmeler kuvars seramikleri gibi herhangi bir malzemenin içeriğini eritebilir veya değiştirebilir. , korundum, bor nitrür , zirkonya , grafit ve platin, nikel, krom ve diğer metaller.
Bor Nitrür, nitrojen atomları ve bor atomları kristalinden oluşan, kimyasal bileşimi %43,6 bor ve %56,4 nitrojenden oluşan ve dört farklı çeşidi olan, geniş uygulama beklentileri olan gelişmiş bir seramik malzemedir: Altıgen bor nitrür (HBN), kübik bor nitrür ( CBN), Eşkenar dörtgen bor nitrür (RBN), wurtzit bor nitrür (WBN).
Bor nitrür malzemesi kuvarsla karşılaştırılabilir bir termal genleşme katsayısına sahip olduğundan, ancak termal iletkenlik ikincininkinden 10 kat daha fazla olduğundan, termal şok direnci oldukça iyidir, bu da hızlı sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan kopma riskini azaltabilir ve 20~1200 °C'de birkaç döngüde sorun yoktur.
Ek olarak, bor nitrür ve asit, alkali, cam ve çoğu metal reaksiyona girmez, mekanik mukavemet düşüktür, grafitten sadece biraz daha yüksektir, ancak yüksek sıcaklıklarda yükte yumuşama olayı olmaz, genel metal işleme makinesi tarafından işlenebilir Bu nedenle metal potanın, mutfak eşyalarının, sıvı metal taşıma borusunun ve çelik kalıp dökümünün eritilmesi, buharlaştırılması için gerçekten uygundur.
Şu anda piyasada bulunan bor nitrür potası iki türe ayrılmıştır:
PBN Pota
Hammadde olarak genellikle bor içeren gaz (BCl3 veya B2H6) kullanılır ve kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle üretilir, ancak B2H6 oldukça toksik olduğundan BCl3 şu anda hammadde olarak kullanılmaktadır. Bor içeren gaz pirolize edilir (1500-1800 ℉) ve yüksek sıcaklıktaki bir reaksiyon odasında NH3 ile reaksiyona girerek bor nitrür katıları oluşturur ve kimyasal denklem aşağıdaki gibidir. Reaksiyonda bir piroliz reaksiyonu olduğu için buna pirolitik bor nitrür potası da denir (yaygın olarak PBN potası olarak bilinir).
PBN malzemesinin büyüme süreci "düşen kar"a benzer, yani reaksiyonda büyüyen altıgen BN kar taneleri ısıtılmış grafit matris (çekirdek kalıp) üzerine sürekli olarak yığılır, zamanın uzamasıyla birikim tabakası kalınlaşır. yani PBN kabuğu oluşturulur ve bağımsız ve saf PBN bileşenlerinden kalıp çıkarılır ve üzerinde PBN kaplama bırakılır.
PBN potasının herhangi bir sinterleme maddesi eklemeden geleneksel sıcak presleme sinterleme işleminden geçmesi gerekmediğinden, yüksek bir saflığa (%99,99 veya daha fazla) sahiptir ve vakum altında kullanım sıcaklığı 1800 dereceye kadar yüksektir ve Atmosfer koruması altında kullanım sıcaklığı 2100 dereceye kadardır (genellikle nitrojen veya argon ile). Çoğunlukla buharlaştırma/moleküler ışın epitaksi (MBE)/GaAs büyümesi için kullanılır. Ayrıca, yavaş biriktirme hızı nedeniyle PBN potasının fiyatı oldukça pahalıdır (çoğunlukla küçük boyutlu pota).
BN potası
Sinterlenmiş BN potası , yüksek sıcaklıkta sinterleme üretimi ile oluşturulduktan sonra ham madde olarak bor nitrür ve sinterleme yardımcısının (Y2O3 vb.) altıgen kristal sisteminin kullanılmasıdır, aynı zamanda iyi bir ısı direncine, termal stabiliteye, termal iletkenliğe, yüksek sıcaklıkta dielektrik mukavemetine sahiptir. erimiş metalin korozyonunun çoğuna dayanabilir.
Bununla birlikte, sinterlenmiş BN potası bir sinterleme yardımcısı içerdiğinden (ağırlıkça %1~6), saflık PBN potası kadar yüksek değildir. Bununla birlikte, fiyat nispeten ucuzdur, argon veya nitrojen gibi inert gazlarda kullanılan büyük boyutlu potaların üretimi için uygundur, maksimum sıcaklık 2800 ° C'dir; Oksijendeki stabilitesi zayıftır ve yalnızca 900°C'nin altında kullanılabilir.
Bor Nitrür Pota Uygulaması
Bor nitrür potasının maliyeti daha yüksek olsa da, iyi termal şok özelliklerine, korozyon direncine, yağlamaya, yüksek sıcaklık yalıtımına ve yüksek sıcaklıkta reaksiyona girmeme avantajlarına sahip olduğundan belirli alanlarda oldukça pratiktir.
Örneğin, P-BN'nin mükemmel kimyasal stabilitesi ve yukarıdaki yüksek sıcaklık yalıtım özellikleri, yüksek termal iletkenlik, düşük termal genleşme özellikleri arasında, yarı iletken proseste ve diğer katı çevre koşullarında bir malzeme olarak kullanım için çok uygundur. galyum arsenit, galyum fosfit, indiyum fosfit.
Aynı zamanda, bor nitrür potası iyi işleme performansına, son derece yüksek sıcaklık direncine ve dielektrik dayanıma sahip olduğundan, çeşitli ısıtıcılar, ısıtma borusu manşonları ve yüksek sıcaklık, yüksek frekans ve yüksek için yalıtım malzemeleri veya cam fikstür yapmak için de kullanılabilir. Basınçlı ısı dağıtma malzemeleri.
