窒化ホウ素(BN)セラミックは、最も効果的なテクニカル グレードのセラミックの 1 つです。それらは、世界で最も要求の厳しいアプリケーション分野の問題を解決するために、高熱伝導率などの並外れた耐熱特性と、高い絶縁耐力および並外れた化学的不活性を組み合わせています。
窒化ホウ素セラミックは、高温でプレスすることによって製造されます。この方法では、2000°C の高温と中程度からかなりの圧力を使用して、生の BN 粉末をビレットと呼ばれる大きくてコンパクトなブロックに焼結させます。これらの窒化ホウ素ビレットは、簡単に機械加工して、滑らかで複雑な形状のコンポーネントに仕上げることができます。グリーン焼成、研削、グレージングの煩わしさのない簡単な機械加工により、さまざまな高度なエンジニアリング アプリケーションでの迅速なプロトタイピング、設計変更、認定サイクルが可能になります。
プラズマ チャンバー エンジニアリングは、窒化ホウ素セラミックのそのような用途の 1 つです。強力な電磁場が存在する場合でも、BN のスパッタリングに対する耐性と二次イオン生成の傾向が低いことは、プラズマ環境における他の高度なセラミックとは一線を画しています。スパッタリングに対する耐性はコンポーネントの耐久性に貢献し、二次イオン生成が少ないことはプラズマ環境の完全性を維持するのに役立ちます。これは、プラズマ強化物理蒸着(PVD)を含むさまざまな薄膜コーティングプロセスで高度な絶縁体として使用されています。
物理蒸着は、真空中で行われ、さまざまな材料の表面を変更するために使用される、さまざまな薄膜コーティング技術の用語です。光電子デバイス、精密な自動車および航空宇宙部品などを製造する際に、ターゲット材料を作成して基板の表面に配置するために、スパッタリング蒸着および PVD コーティングを使用することがよくあります。スパッタリングは、プラズマを使用してターゲット材料に衝突し続け、粒子を押し出す独自のプロセスです。窒化ホウ素セラミックは、スパッタリングチャンバー内のプラズマアークをターゲット材料に閉じ込め、一体型チャンバーコンポーネントの侵食を防ぐために一般的に使用されています。
窒化ホウ素セラミックは、サテライト ホール効果スラスターの動作を改善し、長持ちさせるためにも使用されています。
ホール効果スラスターは、衛星を軌道上で動かし、プラズマの助けを借りて深宇宙を調査します。このプラズマは、高性能セラミック チャネルを使用して推進剤ガスが強力な放射状磁場内を移動する際にイオン化するときに生成されます。電場を使用してプラズマを加速し、放電チャネルを通過させます。プラズマは、時速数万マイルの速度でチャネルを離れる可能性があります。プラズマ侵食は、セラミック放電チャネルを急速に破壊する傾向があり、これはこの高度な技術の問題です。窒化ホウ素セラミックは、イオン化効率や推進能力を損なうことなく、ホール効果プラズマスラスターの寿命を延ばすためにうまく利用されています。