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二硼化锆(ZrB2)靶材

二硼化锆(ZrB2)靶材

浏览量 393
规格/型号:暂无
品牌:科泰
应用领域:材料
产地:江西 - 南昌
厂家/供应商:江西科泰新材料有限公司
咨询电话::0795-5381117(请说明信息源自“北方有色网”)
更新时间:2026-07-10
级别:待认证

二硼化锆(ZrB2)靶材说明介绍

二硼化锆(ZrB2)靶材

二硼化锆(ZrB2)靶材基本信息

分子式:ZrB₂

纯度:99.5%

CAS号:12045-78-2

摩尔质量:112.85 g/mol

密度:6.09 g/cm³

熔点:~3245℃(超高温陶瓷 UHTC 代表之一)

沸点:分解:>2800–3000℃;推算沸点:~5000–5500℃(估算)

溶解性(水):难溶难熔超高温陶瓷,常温下对水、酸、碱基本惰性

二硼化锆(ZrB2)靶材产品概况

二硼化锆(ZrB₂)基本性能

① 基本标识

项目 内容

化学式 ZrB₂(二硼化锆)

CAS No.12045-78-2

分子量 112.85 g/mol

晶体结构 六方晶系,AlB₂型(空间群 P6/mmm),a≈3.169 Å,c≈3.530 Å

理论密度 6.09 g/cm³

② 热学性能

项目 数值

熔点 3245~3260℃(超高温陶瓷 UHTC)

导热系数 60~100 W/(m·K)(室温,随纯度升高增大)

热膨胀系数(CTE) (5.5~6.0)×10⁻⁶ /K(25~1000℃)

比热容 ~50 J/(mol·K)(室温)

空气中抗氧化上限 ~1200℃(>此温生成 ZrO₂ + 液态 B₂O₃ 失去保护)

真空/Ar 使用上限 长期 ≤1800~2000℃;短时可达 ~2500℃(B 选择性挥发)

③ 力学/物理性能

项目 数值

维氏硬度(HV) 22~28 GPa(载荷 0.5~1 kg)

弹性模ulus(E) 440~480 GPa

断裂韧性(K_IC) 3.0~4.5 MPa·m¹ᐟ²(取决于致密度/晶界)

泊松比 ~0.13~0.18

④ 电学/电磁性能

项目 数值

电阻率(室温块体) 9~15 µΩ·cm(金属性导电,UHTC 中较优)

Seebeck 系数 小负值(n‑型载流子,金属行为)

超导转变温度(Tc) ~5.5 K(块体),薄膜略低(3~5 K)

⑤ 化学性能

项目 说明

水 不溶,细粉吸湿表面→ZrO₂ 壳

稀酸(HCl/HNO₃) 室温耐蚀,不溶

HF 可溶(Zr⁴⁺ 与 F⁻ 形成 [ZrF₆]²⁻)

热浓 H₂SO₄/HNO₃ 缓慢氧化分解

熔融碱(NaOH/KOH) 分解(分析用碱熔)

常见气氛 耐 N₂、Ar、H₂(≤2000℃);空气中 >1200℃ 氧化

二硼化锆(ZrB2)靶材产品应用

二硼化锆(ZrB₂)薄膜属于导电难熔陶瓷薄膜(UHTC film),工业上不用于电阻或光学增透,主要用途集中在以下几个方向:

① 扩散阻挡层 / 半导体势垒层(研究较多)

ZrB₂ 膜热稳定性高(>800℃ 仍稳相),可作 Cu/Al 互连与 Si/SiO₂ 之间的扩散势垒(类似 TaN/TaB₂ 但成本更低);

B 可捕获氧,对轻微 O 渗入有一定容忍度;

实际大规模 IC 仍以 TaN 为主,ZrB₂ 多见于 新型阻挡层研究或功率器件。

② 硬质/耐磨/抗氧化保护膜

显微硬度 HV 20–28 GPa,膜致密时对基底有耐磨减摩 + 抗氧化(至 ~1000℃ 短时)保护作用;

可做 切削刀具、模具微型件的表面陶瓷膜或过渡层(常与 TiN / AlTiN 做多层)。

③ 高温电极 / 欧姆接触膜

低电阻率(块体 9–15 µΩ·cm,膜 ~20–50 µΩ·cm 依致密度)→ 可作高温真空/惰气环境下的导电电极膜;

优于 Pt/Au 在含 B/C 环境中耐侵蚀,部分 MEMS 加热元件有研究应用。

④ 超导薄膜研究(学术向)

ZrB₂ 块体 Tc≈5.5 K,薄膜略低(3–5 K),用于超导异质结、超导电子器件基础研究,非工业量产。

⑤ 缓冲层 / 籽晶层

在 SiC / C / 陶瓷基板上作 外延生长籽晶层(某些 UHTC 多层体系),或金属/陶瓷梯度过渡层。
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