Material

Seramik Hafnia (HfO₂)

Hafnia (HfO₂) ialah seramik refraktori pekali-k-tinggi, takat lebur tinggi, digunakan terutamanya dalam aplikasi maju di mana gabungan kestabilan haba, keratan rentas tangkapan neutron dan jurang jalur lebarnya tidak boleh diganti.…

Custom Precision Ceramic Parts

Hafnia (HfO₂) ialah seramik refraktori pekali-k-tinggi, takat lebur tinggi, digunakan terutamanya dalam aplikasi maju di mana gabungan kestabilan haba, keratan rentas tangkapan neutron dan jurang jalur lebarnya tidak boleh diganti.

Ia berfungsi sebagai dielektrik pintu dalam semikonduktor maju (menggantikan SiO₂ pada nod bawah 45 nm), komponen bilik kakisan plasma, dan dalam aplikasi nuklear sebagai bahan bar kawalan serta penyerap neutron. Melebur pada ~2750 °C dengan kestabilan kimia cemerlang, hafnia terselamat dalam persekitaran peleburan atau kakisan yang memusnahkan kebanyakan seramik lain.

Typical Properties

Indicative ranges — confirm grade and test conditions before design commitment.

PropertyIndicative Value
KomposisiHafnium dioxide
Ketumpatan9.68 g/cm3
Kekerasan Vickers1200-1400 HV
Kekuatan lenturan100-200 MPa
Kekuatan retak2-3 MPa.m1/2
Suhu operasi maksimum2000 C
Kekonduksian haba1.5-2 W/m.K
Pengembangan haba (20-1000 C)5.6 x10-6/K
Potential Advantages

Takat lebur sangat tinggi (~2750 °C); jurang jalur besar (~5.8 eV) untuk penebat voltan tinggi; pemalar dielektrik tinggi (k ~ 25); keratan rentas tangkapan neutron cemerlang; lengai kimia dalam persekitaran pengoksidaan dan penurun.

Design Considerations

Kos lebih tinggi ketara berbanding alumina, zirkonia atau malah yitria — hafnia hanya untuk aplikasi di mana ciri nuklear, elektronik atau super-haba uniknya membenarkan harganya. Pertukaran fasa sekitar 1700–1900 °C boleh menyebabkan perubahan isi padu dalam beberapa laluan pemesinan.

Limitations & Trade-offs

Kos tinggi dan sedikit pembekal; kelakuan pertukaran fasa memerlukan pengurusan haba berhati-hati semasa pemesinan dan penggunaan; rintangan kejutan haba sederhana; sukar dipesin ke toleransi ketat selepas sinter.