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Ceramica al nitruro di boro: è un isolante termico o un conduttore termico?

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Componenti strutturali in ceramica al nitruro di boro

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La produzione ad alta temperatura, le apparecchiature per semiconduttori, i trattamenti termici sotto vuoto e l’elettronica di precisione si basano tutte in larga misura su materiali con prestazioni termiche affidabili, che determinano direttamente la stabilità delle apparecchiature, l’uniformità della temperatura e la resa di lavorazione. Un dilemma frequente che gli ingegneri devono affrontare nella scelta delle ceramiche al nitruro di boro (BN) è se il BN agisca come isolante o come conduttore termico.

Non è possibile rispondere a questa domanda con un semplice sì o no.

Le ceramiche in nitruro di boro sono in grado sia di trasferire che di bloccare il calore lungo assi specifici. Le loro proprietà termiche pratiche dipendono dal tipo di materiale, dall’orientamento cristallino, dalla geometria del componente, dai percorsi del flusso termico e dalla configurazione dell’assemblaggio.

Il nitruro di boro esagonale (h-BN), prodotto mediante pressatura a caldo o sinterizzazione, e il nitruro di boro pirolitico (PBN) depositato per deposizione chimica da vapore sono i due tipi principali utilizzati negli scenari industriali di controllo termico ad alta temperatura. Entrambi presentano una marcata anisotropia termica. Il punto di forza delle ceramiche al BN non risiede quindi solo nell’elevata o bassa conduttività termica, ma nella capacità unica di manipolare le direzioni di trasferimento del calore in base alle esigenze.