Material

เซรามิกฮาฟเนีย (HfO₂)

ฮาฟเนีย (HfO₂) คือเซรามิกทนไฟค่า-k-สูง จุดหลอมเหลวสูง ใช้ส่วนใหญ่ในงานขั้นสูงที่การรวมความเสถียรความร้อน พื้นที่ตัดหน้าจับนิวตรอน และช่องว่างแบนด์กว้างของมันไม่สามารถทดแทนได้ มันทำหน้าที่เป็นไดอิเล็กตริกเกทในเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง (แทน SiO₂ ที่โหนดใต้ 45 nm) ชิ้นส่วนห้องกัดกร่อนพลาสมา และในงานนิวเคลียร์เป็นวัสดุแท่งควบคุมและตัวดูดซับนิวตรอน หลอมที่ ~2750 °C ด้วยความเสถียรทางเคมีดีเยี่ยม ฮาฟเนียรอดพ้นในสภาพหลอมเหลวหรือกัดกร่อนที่ทำลายเซรามิกอื่นส่วนใหญ่

ฮาฟเนีย (HfO₂) คือเซรามิกทนไฟค่า-k-สูง จุดหลอมเหลวสูง ใช้ส่วนใหญ่ในงานขั้นสูงที่การรวมความเสถียรความร้อน พื้นที่ตัดหน้าจับนิวตรอน และช่องว่างแบนด์กว้างของมันไม่สามารถทดแทนได้

มันทำหน้าที่เป็นไดอิเล็กตริกเกทในเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง (แทน SiO₂ ที่โหนดใต้ 45 nm) ชิ้นส่วนห้องกัดกร่อนพลาสมา และในงานนิวเคลียร์เป็นวัสดุแท่งควบคุมและตัวดูดซับนิวตรอน หลอมที่ ~2750 °C ด้วยความเสถียรทางเคมีดีเยี่ยม ฮาฟเนียรอดพ้นในสภาพหลอมเหลวหรือกัดกร่อนที่ทำลายเซรามิกอื่นส่วนใหญ่

Typical Properties

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

PropertyIndicative Value
องค์ประกอบHafnium dioxide
ความหนาแน่น9.68 g/cm3
ความแข็งวิกเกอร์ส1200-1400 HV
ความแรงดัด100-200 MPa
ความเหนียวต่อการแตกหัก2-3 MPa.m1/2
อุณหภูมิการใช้งานสูงสุด2000 C
การนำความร้อน1.5-2 W/m.K
การขยายตัวด้วยความร้อน (20-1000 C)5.6 x10-6/K
Potential Advantages

จุดหลอมเหลวสูงมาก (~2750 °C) ช่องว่างแบนด์ใหญ่ (~5.8 eV) สำหรับฉนวนแรงสูง ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูง (k ~ 25) พื้นที่ตัดหน้าจับนิวตรอนดีเยี่ยม เฉื่อยทางเคมีในสภาพออกซิเดชันและรีดิวซ์

Design Considerations

ต้นทุนสูงกว่าอะลูมินา ซิร์โคเนีย หรือแม้แต่ยิตเทรียอย่างมีนัยสำคัญ — ฮาฟเนียสำหรับงานที่คุณสมบัตินิวเคลียร์ อิเล็กทรอนิกส์ หรือซูเปอร์ฮีตเอกเทศของมันคุ้มราคา การเปลี่ยนเฟสรอบ 1700–1900 °C อาจก่อการเปลี่ยนปริมาตรในบางเส้นทางการกลึง

Limitations & Trade-offs

ต้นทุนสูงและซัพพลายเอร์น้อย การกระทำเปลี่ยนเฟสต้องจัดการความร้อนระมัดระวังทั้งกลึงและใช้งาน ทนแรงกระแทกความร้อนปานกลาง กลึงถึงtolerance tightหลังเผายาก