Budúce vyhliadky na nitrid bóru

Vďaka vysokej tvrdosti oceľových materiálov sa pri spracovaní vytvára veľké množstvo tepla. Diamantové nástroje sa ľahko rozkladajú pri vysokých teplotách a ľahko reagujú s prechodnými kovmi. C-BN materiály majú dobrú tepelnú stabilitu a nie je ľahké reagovať s kovmi alebo zliatinami skupiny železa. Reakcia môže byť široko použitá pri presnom spracovaní, brúsení atď. Oceľových výrobkov. Okrem vynikajúcej odolnosti proti opotrebovaniu má c-BN aj vynikajúcu tepelnú odolnosť. Môže tiež rezať žiaruvzdornú oceľ, ferozliatinu, kalenú oceľ atď., A môže rezať chladené valce vysokej tvrdosti a infiltrovať pri relatívne vysokých teplotách rezania. Uhlíkový kaliaci materiál a zliatina Si-A1, ktoré sú veľmi vážne pre opotrebenie nástroja. V skutočnosti sa rezacie nástroje a brúsne nástroje vyrobené zo sintrovaného telesa z c-BN kryštálu (syntetizované pri vysokej teplote a vysokom tlaku) používali pri vysokorýchlostnom presnom obrábaní rôznych materiálov zo slinutého karbidu.

Ako polovodičový materiál so širokým pásmovým odstupom (pásmový odstup 6,4 eV) má C-BN vysokú tepelnú vodivosť, vysoký odpor, vysokú pohyblivosť, nízku dielektrickú konštantu, vysoké elektrické pole pri poruche a dokáže realizovať doping dvojitého typu a má dobrú stabilitu. Spolu s diamantmi, SiC a GaN sa po Si, Ge a GaAs nazýva polovodičový materiál tretej generácie. Ich spoločným znakom je širokopásmová medzera, ktorá je vhodná na výrobu elektrónov používaných v extrémnych podmienkach. Zariadenie. Tabuľka 10.6 poskytuje porovnanie ich rôznych vlastností. Nie je ťažké nájsť, že v porovnaní so SiC a GaN majú C-BN a diamant vynikajúce vlastnosti, ako je väčšia medzera pásma, vyššia pohyblivosť a viac elektrického poľa s veľkým rozpadom, nižšia dielektrická konštanta a vyššia tepelná vodivosť. Je zrejmé, že ako extrémne elektronické materiály sú C-BN a diamant lepšie. Avšak ako polovodičový materiál má diamant svoju fatálnu slabinu, to znamená, že doping typu n je diamantu veľmi ťažký (rezistivita dopingu typu n môže dosiahnuť iba 102 Ω · cm, čo je ďaleko od štandardu zariadenia) , zatiaľ čo c-BN je Môže dosiahnuť doping dvojakého typu. Napríklad v procese vysokoteplotnej a vysokotlakovej syntézy a prípravy tenkého filmu sa po pridaní Be získa polovodič typu p; pridaním S, C, Si atď. sa dá získať polovodič typu n. Preto je vo všeobecnosti c-BN polovodičový materiál tretej generácie s najlepším výkonom. Môže sa použiť nielen na prípravu elektronických zariadení, ktoré pracujú v extrémnych podmienkach, ako sú vysoké teploty, vysoké frekvencie a vysoký výkon, ale má tiež výhody v oblasti hlbokej ultrafialovej luminiscencie a detektorov. Široké vyhliadky na uplatnenie. V skutočnosti Mishima a kol. prvý raz uviedol, že c-BN svetelné diódy vyrobené za vysokých a vysokotlakových podmienok môžu pracovať pri teplote 650 ° C. Pri predpätí vpred emituje dióda modré svetlo viditeľné voľným okom a spektrálne merania ukazujú, že je to najkratšie. Vlnová dĺžka je 215 nm (5,8 eV). C-BN má koeficient tepelnej rozťažnosti podobný GaAs a Si, vysokú tepelnú vodivosť a nízku dielektrickú konštantu, dobrý izolačný výkon a dobrú chemickú stabilitu, čo z neho robí materiál chladiča a izolačný povlak pre integrované obvody. Okrem toho má C-BN negatívnu elektrónovú afinitu, môže sa použiť ako emisný materiál so studenou katódou a má široké spektrum možností využitia v oblasti veľkoplošných plochých panelových displejov.

Pokiaľ ide o optické aplikácie, vďaka vysokej tvrdosti filmu c-BN a vysokej priepustnosti v celom rozsahu vlnových dĺžok od ultrafialového žiarenia (približne od 200 nm) po vzdialené infračervené lúče je vhodný ako povrchová úprava pre niektoré optické komponenty, predovšetkým ako náter okenných materiálov ako selenid zinočnatý (ZnSe) a sulfid zinočnatý (ZnS). Okrem toho má dobrú odolnosť proti tepelným šokom a komerčnú tvrdosť a očakáva sa, že sa stane ideálnym okenným materiálom pre vysoko výkonné lasery a detektory.