Material

Cerâmica de Háfnia (HfO₂)

Háfnia (HfO₂) é uma cerâmica refratária de alto-k e alto ponto de fusão, usada principalmente em aplicações de ponta onde sua combinação de estabilidade térmica, seção de choque de absorção…

Custom Precision Ceramic Parts

Háfnia (HfO₂) é uma cerâmica refratária de alto-k e alto ponto de fusão, usada principalmente em aplicações de ponta onde sua combinação de estabilidade térmica, seção de choque de absorção de nêutrons e grande bandgap é insubstituível.

Ela atua como dielétrico de porta em semicondutores avançados (substituindo SiO₂ em nós abaixo de 45 nm), como componente refratário de câmara de gravação a plasma e em aplicações nucleares como material de barra de controle e absorvedor de nêutrons. Fundindo a ~2750 °C com excelente estabilidade química, a háfnia sobrevive a ambientes que fundem ou corroem a maioria das outras cerâmicas.

Typical Properties

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

PropertyIndicative Value
ComposiçãoHafnium dioxide
Densidade9.68 g/cm3
Dureza Vickers1200-1400 HV
Resistência à flexão100-200 MPa
Tenacidade à fratura2-3 MPa.m1/2
Temperatura máxima de serviço2000 C
Condutividade térmica1.5-2 W/m.K
Expansão térmica (20-1000 C)5.6 x10-6/K
Potential Advantages

Ponto de fusão muito alto (~2750 °C); grande bandgap (~5,8 eV) para isolamento de alta tensão; alta constante dielétrica (k ~ 25); excelente seção de choque de absorção de nêutrons; quimicamente inerte em ambientes oxidantes e redutores.

Design Considerations

O custo é significativamente maior que o de alumina, zircônia ou mesmo ítria — a háfnia é reservada para aplicações onde suas propriedades nucleares, eletrônicas ou de temperatura ultraelavada únicas justificam o preço. Transições de fase em torno de 1700–1900 °C podem causar mudanças de volume em algumas rotas de processamento.

Limitations & Trade-offs

Alto custo e base de fornecedores limitada; o comportamento de transição de fase exige gerenciamento térmico cuidadoso durante o processamento e o uso; resistência ao choque térmico moderada; difícil de usinar a tolerâncias apertadas após a sinterização.