材料
精密工程陶瓷
高性能工程陶瓷——氧化铝、氮化硅、氮化硼、碳化硅——专为半导体、高温及耐磨应用精密加工而成。
图冠半导体的精密工程陶瓷
精密陶瓷填补了石英玻璃（化学纯净、低热膨胀）与金属（导热性好、韧性高）之间的性能空白。根据所选牌号，工程陶瓷可提供：
- 极高硬度与耐磨性（Al₂O₃、SiC）
- 抗热震性（Si₃N₄）
- 高温电绝缘性（Al₂O₃、BN）
- 高热导率（BN、SiC）
- 在等离子体和腐蚀环境中的化学惰性
氧化铝 — Al₂O₃
为何选择氧化铝？
氧化铝是工程陶瓷中的主力材料。在 ≥ 99.5% 纯度下，它兼具高硬度、高达1600°C的电绝缘性和优良的耐化学性，同时具有较高的性价比。
| 性能指标 | 96% Al₂O₃ | 99.5% Al₂O₃ | 99.9% Al₂O₃ |
|---|---|---|---|
| 密度 | 3.72 g/cm³ | 3.89 g/cm³ | 3.96 g/cm³ |
| 硬度 | 1100 HV | 1400 HV | 1600 HV |
| 抗弯强度 | 300 MPa | 380 MPa | 500 MPa |
| 最高使用温度（空气） | 1500°C | 1600°C | 1700°C |
| 热导率 | 17 W/(m·K) | 28 W/(m·K) | 35 W/(m·K) |
| 介电强度 | 8 kV/mm | 10 kV/mm | 12 kV/mm |
| 体积电阻率（室温） | > 10¹⁴ Ω·cm | > 10¹⁴ Ω·cm | > 10¹⁴ Ω·cm |
半导体典型应用：
- 晶圆载具与晶舟（适用于石英会引入污染的工艺）
- 隔离环与间隔件
- 高温电绝缘体
- 耐等离子体腔体内衬
氮化硅 — Si₃N₄
为何选择氮化硅？
Si₃N₄ 兼具高强度、优异的抗热震性和适中的热导率，是涉及急冷急热应用的首选陶瓷材料。
| 性能指标 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 3.20–3.25 g/cm³ |
| 硬度 | 1400–1700 HV |
| 抗弯强度 | 700–1000 MPa |
| 断裂韧性（KIC） | 5–7 MPa·m½ |
| 最高使用温度（中性气氛） | 1400°C |
| 热导率 | 20–80 W/(m·K) |
| 热膨胀系数 | 3.0–3.5 × 10⁻⁶/°C |
| 抗热震性（ΔT） | > 500°C |
相比氧化铝的关键优势： Si₃N₄ 的断裂韧性高2–3倍，在热冲击条件下开裂风险大幅降低——对急冷急热零部件至关重要。
典型应用：
- 晶圆搬运销与末端执行器
- 高循环热处理零部件
- 高温设备轴承元件
- 喷砂喷嘴与耐磨内衬
氮化硼 — BN（六方）
为何选择氮化硼？
六方 BN（h-BN）结构类似石墨——层状、自润滑、易加工——但同时具有优良的电绝缘性和高热导率。
| 性能指标 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 1.9–2.1 g/cm³ |
| 硬度 | 50–60 HV（极软，可用普通刀具加工） |
| 最高使用温度（惰性气氛） | 2000°C |
| 最高使用温度（氧化气氛） | 850°C |
| 热导率 | 25–60 W/(m·K)（垂直于压制方向） |
| 热膨胀系数 | 0.5–6.5 × 10⁻⁶/°C（强各向异性） |
| 介电强度 | 35–65 kV/mm |
| 耐化学性 | 对大多数金属和熔融物优良 |
主要优势：
- 优良可加工性——可用标准硬质合金刀具加工至严格公差
- 不润湿性——熔融金属和玻璃不附着于 BN 表面
- 高电绝缘 + 高热导率（罕见组合）
典型应用：
- 高温坩埚与蒸发舟
- 加热器支撑管与绝缘体
- CVD 设备中的扩散阻挡层
- 热电偶保护管
碳化硅 — SiC
为何选择碳化硅？
SiC 是我们提供的四种陶瓷牌号中硬度最高的，在极高温度下具有优异的热导率和抗热震性。
| 性能指标 | 反应烧结 SiC | 常压烧结 SiC |
|---|---|---|
| 密度 | 3.05–3.10 g/cm³ | 3.10–3.15 g/cm³ |
| 硬度 | 2200–2600 HV | 2500–2700 HV |
| 抗弯强度 | 350–450 MPa | 400–550 MPa |
| 最高使用温度（惰性气氛） | 1380°C | 1650°C |
| 热导率 | 110–150 W/(m·K) | 80–120 W/(m·K) |
| 热膨胀系数 | 4.0–4.5 × 10⁻⁶/°C | 4.0–4.5 × 10⁻⁶/°C |
典型应用：
- RTP（快速热处理）承载盘与载具
- 需要极强等离子体耐受性的刻蚀环替代件
- 高温喷嘴与耐磨零部件
- 热交换器与燃烧喷嘴
工程陶瓷加工能力
四种陶瓷牌号均需使用金刚石工具加工。我们的加工能力如下：
| 工艺 | 氧化铝 | Si₃N₄ | BN | SiC |
|---|---|---|---|---|
| 公差（精密特征） | ±0.02 mm | ±0.02 mm | ±0.05 mm | ±0.03 mm |
| 表面粗糙度 | Ra 0.4–1.6 μm | Ra 0.4–0.8 μm | Ra 1.6–3.2 μm | Ra 0.4–1.6 μm |
| 钻孔（最小孔径） | 0.8 mm | 1.0 mm | 0.5 mm | 1.0 mm |
| 最大零件尺寸 | 400 mm | 300 mm | 300 mm | 300 mm |
| 磨削（外圆/平面） | ✓ | ✓ | 有限 | ✓ |
| 烧结 / HIP | 外协 | 外协 | 外协 | 外协 |
注意： BN 的独特之处在于可使用普通硬质合金或高速钢刀具加工，无需昂贵金刚石工具，适合快速样品制作和复杂几何形状加工。
材料选型指南
| 需求 | 推荐牌号 |
|---|---|
| 1600°C最高纯度电绝缘 | Al₂O₃ 99.9% |
| 最优抗热震性 | Si₃N₄ |
| 可加工 + 绝缘 + 导热 | h-BN |
| 最高硬度 + 高温最佳导热 | SiC |
| 经济实用型通用陶瓷 | Al₂O₃ 96% |
不确定哪种牌号适合您的应用？请联系我们的工程师，提供您的工况条件，我们将推荐最优方案。