Introduzione
Il nitruro di alluminio (ALN) prende la leadership nelle proprietà termiche tra la ceramica industriale ed è un materiale ceramico di base indispensabile per dispositivi elettronici. Questo articolo panoramica le proprietà termiche della ceramica di nitruro di alluminio (ALN) e usi correlati.
Vantaggi delle proprietà termiche
※ alta conducibilità termica
Teoricamente, la conduttività termica ceramica di nitruro di alluminio può arrivare fino a 320 W/km, vicino all'ossido di berillio e al carburo di silicio. Anche la conduttività termica AlN policristallina comunemente utilizzata nell'industria può raggiungere 100 ~ 260 W/km, quindi, quando la ceramica di nitruro di alluminio viene utilizzata come portatore di dissipazione del calore o dissipatori di calore in ceramica in circuiti integrati ad alta potenza, il calore generato dal dispositivo può essere dissipato rapidamente , in modo uniforme ed efficiente, migliorando le prestazioni del prodotto.
※ Coefficiente di espansione termica bassa (CTE)
Il coefficiente di espansione termica del materiale ceramico di nitruro di alluminio è piccolo, 4,6* 10-6/℃, che è vicino al coefficiente di espansione termica dei materiali semiconduttori di terza generazione come Si e GaA (arsenide di gallio). Pertanto, il nitruro di alluminio come substrato di pannocchie può ridurre significativamente la sollecitazione termica generata dal chip durante il funzionamento, migliorando così l'affidabilità, la stabilità e la durata dell'attrezzatura.
※ stabilità termica ad alta temperatura
Le ceramiche di nitruro di alluminio hanno un'eccellente stabilità termica e il loro punto di fusione è superiore a 2200 ℃, che è superiore al punto di fusione della maggior parte dei materiali metallici. In aria, le loro proprietà meccaniche possono essere ben mantenute anche a una temperatura operativa di 1000 ℃; In un'atmosfera inerte, la temperatura operativa può arrivare fino a 1400 ℃. Pertanto, la ceramica di nitruro di alluminio ha anche un potenziale incommensurabile in applicazioni ad alta temperatura.
※ Resistenza alla corrosione del metallo fuso
Nessuna bagnatura con metalli fusi in condizioni estremamente ad alta temperatura.
Confronto delle proprietà termiche delle materie prime
Conducibilità termica
Coefficiente di espansione termica
Usi delle proprietà termiche
※ Industrie elettroniche
Sono ampiamente utilizzati nell'illuminazione a LED, nei moduli ad alta potenza e nelle apparecchiature di produzione di semiconduttori. Le sue forme primarie includono il dissipatore di calore in alluminio, il substrato ceramico e la ceramica di imballaggio.
※ Materiale refrattario inerte ad alta temperatura
Il nitruro di alluminio può essere usato come materiale crogiolo per leghe in ghisa fusa, alluminio o alluminio, un materiale tubo protettivo, un materiale di stampo di fusione e un vaso di reazione ad alta temperatura e fodera del forno durante la fusione dei metalli
※ riscaldatori e fornace in ceramica in alluminio ad alta temperatura
Ideale per produrre elementi di riscaldatore e forno e altre parti resistenti ad alta temperatura di forni ad alta temperatura
※ Industria automobilistica
I materiali di nitruro di alluminio sono ideali per la produzione di moduli di dissipazione di calore e sistemi di gestione della batteria dei veicoli elettrici.
※ Materiali di scambio di calore
Poiché la conduttività termica superiore del nitruro di alluminio, viene spesso utilizzata per produrre materiali di scambiatore di calore per turbine a gas marino, parti resistenti al calore per motori a combustione interna e sistemi di protezione termica.
※ comunicazione a microonde
Il nitruro di alluminio viene utilizzato per produrre substrati in ceramica a circuito a microonde e materiali di imballaggio.
※ Ceramica strutturale
La ceramica di nitruro di alluminio di solito produce parti resistenti alla corrosione ad alta temperatura come piatti di evaporazione di Al, wafer di nitruro di alluminio e manichini a vuoto a semiconduttore.
Conclusione
Le proprietà termiche eccezionali della ceramica di nitruro di alluminio ottimizzano significativamente e migliorano le prestazioni dei prodotti elettronici ad alta potenza. Con l'innovazione della tecnologia di purificazione in polvere ceramica di nitruro di alluminio e la svolta del processo di produzione di parti ceramiche di nitruro di nitruro di alluminio, la ceramica di nitruro di alluminio influenzerà significativamente molte più industrie ad alta tecnologia.