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氮化硼材料主要通過熱壓燒結(jié)含有少量助溶劑的六方氮化硼粉末制得,生產(chǎn)效率較高,但是這種方法易于在燒結(jié)體中引入孔洞和雜質(zhì)以及因熱壓產(chǎn)生的各向異性等問題,這使得其應用受到很大的限制,特別是在高溫及氧化環(huán)境中。利用化學氣相沉積法(CVD)并恰當?shù)乜刂乒に噮?shù)就可以制備高純度、高致密度的熱解氮化硼(PBN)材料,利用這種方法制得的熱解氮化硼材料具有良好的可加工性能,能很好的滿足應用要求。
影響熱解氮化硼(PBN)制備的工藝參數(shù)非常多,主要有硼-氮源、溫度、壓力和反應器構(gòu)造等四個方面。沉積氮化硼的原料反應氣主要分為兩大類:硼源+氮源+載氣/稀釋氣;含有硼和氮兩種元素的化合物+載氣/稀釋氣。
沉積氮化硼的溫度可以在很大范圍內(nèi)變化(250℃-2300℃)。一般溫度越高,沉積出的氮化硼的結(jié)晶度越好。沉積氮化硼的壓力在1-760torr內(nèi)變化。沉積基體可以是過度金屬、結(jié)構(gòu)陶瓷、電子陶瓷、玻璃、石墨以及陶瓷顆粒等無孔基體。
熱解氮化硼材料具有優(yōu)異的理化性能,化學氣相沉積法(CVD)是制備高純度致密氧化硼材料的良好選擇。制備得到的熱解氮化硼(PBN)的結(jié)構(gòu)、形態(tài)及性能能強烈地依賴于工藝條件,利用化學氣相沉積法(CVD)所制備的氮化硼大多為薄膜、粉末等形態(tài),而大尺寸塊體的氮化硼還僅限于各向異性度很高的熱解氮化硼,沒有充分發(fā)揮熱解氮化硼結(jié)構(gòu)多樣性的特點,限制了該材料在更廣闊的領域得到應用。所以,對力學性能優(yōu)異的各向同性熱解氮化硼的研究相對比較少,鑒于熱解氮化硼的廣闊應用,熱解氮化硼材料的制備工藝研究還有待深入,尤其是沉積機制的研究,為可控制備熱解氮化硼提供堅實的基礎。