Heraeus Black Quartz (HBQ®) – ein revolutionäres Hybridmaterial

Heraeus Black Quartz (HBQ®) –
ein revolutionäres Hybridmaterial

HBQ® Black Quartz

Heraeus Black Quartz HBQ® ist ein einzigartiger schwarzer, opaker Quarzglas-Verbundwerkstoff, der zusätzlich zu den Eigenschaften unserer verbreiteten Werkstoffe OM® und HSQ® einzigartige Vorteile bietet. HBQ® liefert unseren Kunden die passenden Antworten zu ihren Herausforderungen. Überzeugen Sie sich selbst und treten Sie ein in eine Welt voller Möglichkeiten. Nachfolgend finden Sie weitere Informationen über HBQ®.

Hohe Absorption

Hohe optische Absorption

Ab einer Dicke von ca. 3mm wird im Wellenlängenbereich von UV, über sichtbares Licht (VIS) bis zum mittleren Infrarot (MWIR) eine Absorption von über 95% erreicht. Im gleichen Wellenlängenbereich wird bei einer Dicke von 1mm bereits 80% der einfallenden Strahlung absorbiert. Im Bereich des sichtbaren Lichtes ist die Transmission bereits ab 1mm Materialstärke 0%. HBQ blockt Strahlung vielseitig effektiv ab.

Hohe Emissivität

Hohe Emissivität

Der Emissionsgrad von HBQ® entspricht bei erhöhten Temperaturen annähernd dem eines Schwarzkörperstrahlers. In einem breiten Wellenlängenbereich liegt die Emissivität zwischen 80% und 90%. Zwischen einer Wellenlänge von 2,6μm und 2,7μm liegt die Emissivität sogar bei 95%. HBQ® ist somit eine geeignete Alternative für einen Schwarzkörperstrahler.

Wärmeleitfähigkeit

Wärmeleitfähigkeit

Trotz der hohen Emissivität, bietet HBQ® bedingt durch die SiO2-Beschaffenheit des Materials eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit liegt bei etwa 1,5 W / mK. Dies bietet einzigartige Anwendungsvorteile, z.B. in Halbleiter-Prozesskammern beim Hinzufügen eines Freiheitsgrades im thermischen Management, wo die Wärmeableitung ein Problem darstellt. Aber auch außerhalb von Halbleiteranwendungen stehen durch diese Kombination von Eigenschaften vielseitige Einsatzmöglichkeiten offen.

Chemische Reinheit

Chemische Reinheit

Der Gesamtgehalt an Verunreinigungen in HBQ® beträgt weniger als 50 ppm, was einer Reinheit von über 99,995% entspricht. Auch für die sensibelsten Technologien im Halbleiterbereich ist HBQ® eine geeignete, qualifizierte und bereits eingesetzte Materiallösung. Vor allem ist HBQ® frei von Kohlenstoff und Metallen wie Eisen, Titan, Wolfram, Chrom oder Nickel.

Mechanische Bearbeitung

Mechanische Bearbeitung

Im Vergleich zu anderen schwarzen keramischen Materialien wie SiC oder AlN kann HBQ® effizienter und ökonomischer mechanisch bearbeitet werden. In einer CNC Maschine z.B. ist die Bearbeitungszeit kürzer und der Werkzeugverschleiß geringer. Dies ermöglicht die Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership) deutlich zu senken.

Chemische Beständigkeit

Chemische Beständigkeit

Ähnlich wie bei transparenten Quarzwerkstoffen ist HBQ® gegen die meisten Säuren, Gasen und Lösungsmittel chemisch beständig. Beispielsweise findet kein Angriff des Materials durch Salzsäure (HCl), Salpetersäure (HNO3) oder reaktiven Gasen wie Cl2, H2 oder O2 statt. In beinahe jeder Atmosphäre kann HBQ® bei Temperaturen bis 1300°C sicher und zuverlässig eingesetzt werden.

HBQ® kann in verschiedensten Anwendungen eingesetzt werden. Nachfolgend finden Sie einige Beispiele

Weitere Anwendungen:

  • Thermische Homogenisierung der Prozessumgebung
  • Abschirmung von Strahlung aus bestimmten Prozessumgebungen
  • Heizelementabdeckungen, Abschirmplatten, Sockelplatten, Dummy Wafer, Waferhalter, etc.
HBQ

Rund

HBQ® ist erhältlich als runder Block mit einem maximalen Außendurchmesser bis zu 720mm. Die Höhe des Blockes kann bis zu 60mm betragen.

HBQ

Rechteckig

Heraeus bietet HBQ® ebenfalls als quadratischen oder rechteckigen Block an. Die maximalen Abmessungen eines quadratischen HBQ®-Blocks betragen 500mm x 500mm (Länge x Breite). Die maximalen Abmessungen eines rechteckigen HBQ®-Blocks betragen 900mm x 300mm (Länge x Breite). Beide können mit einer Höhe von maximal 60mm hergestellt werden.

HBQ

Ringförmig

HBQ® ist ebenfalls in Ringform erhältlich. Ringe können sehr flexibel und an Ihre spezifischen Anforderungen angepasst werden. Der Außendurchmesse beträgt bei Ringen maximal 800mm, der Innendurchmesser ist dagegen flexibel. Die Höhe des Rings kann abhängig vom Innendurchmesser maximal 250mm betragen

Allgemeine Eigenschaften

Einheit HBQ®
Dichte g/cm3 2,19
Porosität % <0,5
Lochgröße µm <10

Elektrische Eigenschaften

Einheit HBQ®
Widerstand (20°C) Ω∙m >1015
Widerstand (1200°C) Ω∙m >1000
Typ Isolator
Dielektrizitätskonstante (εr) bei 13,56 MHz 3,76

Mechanische Eigenschaften

Einheit HBQ®
Zugfestigkeit MPa 50
Biegefestigkeit MPa 84
Druckfestigkeit MPa >1000
Young'scher Modul GPa 54

Thermische Eigenschaften

Unit HBQ®
Wärmeausdehnung (20-200°C) K-1 0,57 x 10-6
Wärmeleitfähigkeit (20°C) W∙m-1∙K-1 1,49
Max. Arbeitstemperatur °C 1150°C (lang)
1300°C (kurz)
Emissivität bei 1000°C % 80-90
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