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产品中心
PRODUCTS
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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