鉭坩堝 石墨坩堝 氮化硼坩堝性能比較

蒸鍍坩堝常用材質(zhì)有鎢、鉬、鉭、金屬氧化物、陶瓷、石墨等，坩堝材質(zhì)與蒸鍍物質(zhì)的相容性是考量的關(guān)鍵， 接下來(lái)我們就來(lái)對(duì)比以下三種常用的坩堝材質(zhì)。

鉭（Ta ）

鉭 (Ta) 是一種稀有的過(guò)渡金屬，以其優(yōu)異的性能而聞名。它具有很高的延展性、化學(xué)穩(wěn)定性，熔點(diǎn)高達(dá) 2996°C。鉭主要存在于鉭鐵礦中，由于其硬度適中且延展性極佳，因此常用于各種應(yīng)用。其主要優(yōu)點(diǎn)之一是其出色的耐腐蝕性。即使在高溫下，它也不會(huì)與鹽酸、濃硝酸或王水發(fā)生反應(yīng)。這種耐腐蝕性是由于其表面形成了一層穩(wěn)定的氧化層，即五氧化二鉭 (Ta2O5)，可作為防止進(jìn)一步氧化和降解的保護(hù)屏障。 因此，它可以用作真空蒸鍍部件的坩堝材料。

石墨(C)

石墨常用于制作少量熔煉合金的坩堝，具有良好的耐高溫性能和使用壽命，廣泛應(yīng)用于大型合金熔煉、鑄造工藝、礦石熔煉分析等，具有良好的抗液體和氣體滲透性能，耐高溫，可抑制粉塵的產(chǎn)生。

熱解氮化硼(PBN)

熱解氮化硼 (PBN) 是一種先進(jìn)的陶瓷材料，以其六方晶體結(jié)構(gòu)而聞名。它呈象牙白色，無(wú)毒，純度高（高達(dá) 99.999%）。PBN 具有耐酸堿性、導(dǎo)熱性好、表面密度高、耐高溫、無(wú)孔且易于加工等特點(diǎn)。它是在高溫、高真空條件下使用含硼氣體（BCl3 或 B2H6）通過(guò)化學(xué)氣相沉積生產(chǎn)的。由于毒性較低，BCl3 通常比 B2H6 更受歡迎。PBN 的生長(zhǎng)類(lèi)似于六方 BN 雪花在加熱的石墨基底上的積累。

PBN 坩堝以高純度著稱(chēng)，在真空下可承受高達(dá) 1800°C 的高溫，在氮?dú)饣驓鍤鈿夥障驴沙惺芨哌_(dá) 2100°C 的高溫。它們可用于蒸發(fā)沉積、分子束外延 (MBE) 和 GaAs 晶體生長(zhǎng)。然而，由于 PBN 坩堝沉積速度慢，因此價(jià)格昂貴且通常尺寸較小。

如何選擇坩堝？

坩堝的選擇取決于具體的生產(chǎn)要求和工藝。不同的材料有不同的沸點(diǎn)，因此需要定制坩堝才能充分沉積。還需要考慮密度和熱導(dǎo)率等因素。