Perspectives futures du nitrure de bore

En raison de la dureté élevée des matériaux en acier, une grande quantité de chaleur est générée pendant le traitement. Les outils diamantés se décomposent facilement à des températures élevées et réagissent facilement avec les métaux de transition. Les matériaux C-BN ont une bonne stabilité thermique et ne réagissent pas facilement avec les métaux ou alliages du groupe du fer. La réaction peut être largement utilisée dans le traitement de précision, le meulage, etc. des produits en acier. En plus d'une excellente résistance à l'usure, le c-BN possède également une excellente résistance à la chaleur. Il peut également couper de l'acier résistant à la chaleur, du ferroalliage, de l'acier trempé, etc., et peut couper des rouleaux réfrigérés de haute dureté et s'infiltrer à des températures de coupe relativement élevées. Matériau de trempe au carbone et alliage Si-A1 qui est très grave pour l'usure des outils. En fait, des outils de coupe et des outils abrasifs constitués d'un corps fritté de cristal c-BN (synthétisé à haute température et haute pression) ont été utilisés dans l'usinage de précision à grande vitesse de divers matériaux en carbure cémenté.

En tant que matériau semi-conducteur à large bande interdite (bande interdite 6,4 eV), le C-BN a une conductivité thermique élevée, une résistivité élevée, une mobilité élevée, une faible constante diélectrique, un champ électrique de claquage élevé et peut réaliser un dopage de type double et une bonne stabilité. Avec le diamant, le SiC et le GaN, il est appelé matériau semi-conducteur de troisième génération après Si, Ge et GaAs. Leur caractéristique commune est une large bande interdite, qui convient à la fabrication d'électrons utilisés dans des conditions extrêmes. Appareil. Le tableau 10.6 donne une comparaison de leurs différentes propriétés. Il n'est pas difficile de trouver que par rapport au SiC et au GaN, le C-BN et le diamant ont des propriétés plus excellentes, telles qu'une bande interdite plus large, une mobilité plus élevée et un champ électrique de claquage plus élevé, une constante diélectrique plus faible et une conductivité thermique plus élevée. De toute évidence, en tant que matériaux électroniques extrêmes, le C-BN et le diamant sont meilleurs. Cependant, en tant que matériau semi-conducteur, le diamant a sa faiblesse fatale, c'est-à-dire que le dopage de type n du diamant est très difficile (la résistivité du dopage de type n ne peut atteindre que 102 Ω · cm, ce qui est loin du standard du dispositif) , tandis que c-BN est peut réaliser un dopage de type double. Par exemple, dans le processus de synthèse à haute température et haute pression et de préparation de film mince, l'ajout de Be peut obtenir un semi-conducteur de type p; l'ajout de S, C, Si, etc. peut obtenir un semi-conducteur de type n. Par conséquent, en général, le c-BN est le matériau semi-conducteur de troisième génération avec les performances les plus excellentes. Il peut non seulement être utilisé pour préparer des appareils électroniques qui fonctionnent dans des conditions extrêmes telles que haute température, haute fréquence et haute puissance, mais présente également des avantages en matière de luminescence ultraviolette profonde et de détecteurs. Larges perspectives d'application. En fait, Mishima et al. ont d'abord rapporté que les diodes électroluminescentes c-BN fabriquées dans des conditions de haute température et haute pression peuvent fonctionner à une température de 650 ° C. En polarisation directe, la diode émet une lumière bleue visible à l'œil nu, et les mesures spectrales montrent qu'elle est la plus courte. La longueur d'onde est de 215 nm (5,8 eV). C-BN a un coefficient de dilatation thermique similaire à GaAs et Si, une conductivité thermique élevée et une faible constante diélectrique, de bonnes performances d'isolation et une bonne stabilité chimique, ce qui en fait un matériau de dissipation thermique et un revêtement isolant pour les circuits intégrés. De plus, le C-BN a une affinité électronique négative, peut être utilisé comme matériau d'émission de champ à cathode froide et a un large éventail de perspectives d'application dans le domaine des écrans plats à grande surface.

En termes d'applications optiques, en raison de la dureté élevée du film c-BN et de la transmittance élevée dans toute la gamme de longueurs d'onde de l'ultraviolet (à partir d'environ 200 nm) à l'infrarouge lointain, il convient comme revêtement de surface pour certains composants optiques, notamment comme revêtement de matériaux de fenêtre tels que le séléniure de zinc (ZnSe) et le sulfure de zinc (ZnS). De plus, il présente une bonne résistance aux chocs thermiques et une bonne dureté commerciale, et devrait devenir un matériau de fenêtre idéal pour les lasers et les détecteurs haute puissance.