مقدمة
يأخذ نيتريد الألومنيوم (ALN) القيادة في الخصائص الحرارية بين السيراميك الصناعي وهو مادة خزفية لا غنى عنها للأجهزة الإلكترونية. ستؤدي هذه المقالة إلى نظرة عامة على الخواص الحرارية للسيراميك من السيراميك والاستخدامات ذات الصلة.
مزايا الخصائص الحرارية
※ الموصلية الحرارية العالية
من الناحية النظرية ، يمكن أن تصل الموصلية الحرارية السيراميكية النيتريد الألومنيوم إلى 320 واط/كم ، بالقرب من أكسيد البريليوم والكربيد السيليكون. حتى الموصلية الحرارية Polycrystalline ALN التي تستخدم عادة في الصناعة يمكن أن تصل إلى 100 ~ 260 واط/كم ، لذلك ، عندما يتم استخدام السيراميك النيتريد الألومنيوم كحركات تبديد الحرارة أو أحواض الحرارة الخزفية في دوائر متكاملة عالية الطاقة ، يمكن تبديد الحرارة الناتجة عن الجهاز بسرعة ، بالتساوي ، والكفاءة ، تحسين أداء المنتج.
※ معامل التمدد الحراري المنخفض (CTE)
يعد معامل التمدد الحراري للمواد السيراميكية النيتريد الألومنيوم صغيرة ، 4.6* 10-6/℃ ، وهو قريب من معامل التمدد الحراري لمواد أشباه الموصلات من الجيل الثالث مثل Si و Gaas (Arsenide). لذلك ، يمكن أن يقلل نيتريد الألومنيوم كركيزة شرطة بشكل كبير من الإجهاد الحراري الناتج عن الشريحة أثناء التشغيل ، مما يعزز موثوقية الجهاز واستقراره وعمر الخدمة.
※ الاستقرار الحراري في درجة الحرارة العالية
السيراميك نيتريد الألومنيوم له استقرار حراري ممتاز ، ونقطة انصهارها أعلى من 2200 ℃ ، وهو أعلى من نقطة انصهار معظم المواد المعدنية. في الهواء ، يمكن الحفاظ على خصائصها الميكانيكية بشكل جيد حتى في درجة حرارة تشغيل تبلغ 1000 ℃ ؛ في جو خامل ، يمكن أن تصل درجة حرارة التشغيل إلى 1400 ℃. لذلك ، فإن سيراميك نيتريد الألومنيوم لديه أيضًا إمكانات لا تُحصى في تطبيقات درجات الحرارة العالية.
※ مقاومة التآكل المعدنية المنصهرة
لا ترطيب مع المعادن المنصهرة في ظروف درجات الحرارة العالية للغاية.
مقارنة الخواص الحرارية للمواد الخام
الموصلية الحرارية
معامل التمدد الحراري
استخدامات الخصائص الحرارية
※ الصناعات الإلكترونية
يتم استخدامها على نطاق واسع في إضاءة LED ، وحدات الطاقة العالية ، ومعدات تصنيع أشباه الموصلات. تشمل أشكالها الأولية بالارتداد الحراري للنيتريد الألمنيوم ، والركيزة السيراميك ، والسيراميك التغليف.
※ المواد الحرارية الخاملة عالية الإيقاع
يمكن استخدام نيتريد الألومنيوم كمواد بوتقة للحديد الزهر المنصهر ، والسبائك الألومنيوم أو الألومنيوم ، ومواد أنبوب واقية ، ومواد قالب الصب ، وأوعية التفاعل عالية درجة الحرارة وبطانة الفرن أثناء صهر المعادن
※ سخانات وفرن من النيتريد من الألومنيوم عالي الإيقاع
مثالي لصنع عناصر السخان والأفران والأجزاء الأخرى المقاومة للدرجات الحرارة العالية من الأفران عالية الحرارة
※ صناعة السيارات
تعد مواد نيتريد الألومنيوم مثالية لتصنيع وحدات تبديد الحرارة وأنظمة إدارة بطارية السيارات الكهربائية.
※ مواد تبادل الحرارة
نظرًا لأن الموصلية الحرارية الفائقة لنيتريد الألومنيوم ، فغالبًا ما يتم استخدامه لإنتاج مواد مبادل حراري لتوربينات الغاز البحرية ، والأجزاء المقاومة للحرارة لمحركات الاحتراق الداخلي ، وأنظمة الحماية الحرارية.
※ اتصال الميكروويف
يتم استخدام نيتريد الألومنيوم لتصنيع ركائز السيراميك للميكروويف ومواد التغليف.
※ السيراميك الهيكلي
عادةً ما تنتج سيراميك نيتريد الألومنيوم أجزاء مقاومة للتآكل ذات درجة حرارة عالية مثل أطباق التبخر ، وعرقات نيتريد الألومنيوم ، وفراغات أشباه الموصلات.
خاتمة
الخصائص الحرارية المتميزة لسيراميك نيتريد الألومنيوم تعمل بشكل كبير على تحسين وتحسين أداء المنتجات الإلكترونية عالية الطاقة. مع ابتكار تقنية تنقية مسحوق السيراميك النيتريد الألومنيوم واختراق عملية إنتاج أجزاء السيراميك النيتريد الألومنيوم ، فإن سيراميك نيتريد الألومنيوم سوف يؤثر بشكل كبير على العديد من الصناعات ذات التقنية العالية.