Wat is aluminium nitride?
Aluminiumnitride (ALN) is een synthetisch niet-oxide geavanceerd keramisch materiaal dat ultrahoge thermische geleidbaarheid combineert en een vergelijkbare thermische expansiecoëfficiënt als SI en GAAS, betrouwbare elektrische eigenschappen en uitstekende chemische stabiliteit. Dit maakt het ideaal voor efficiënte thermisch beheer en krachtige elektronische componenten.
De formule- en synthesemethoden
De chemische formule voor aluminiumnitride is aluminium en nitride. In de moderne industrie zijn de drie belangrijkste synthesemethoden directe nitridatie, carbothermische reductie en chemische dampafzetting:
❉ Directe nitridatiemethode: in een stikstof- of ammoniakatmosfeer op hoge temperatuur van 800 ~ 1200 ℃, reageert aluminium poeder direct met stikstof of ammoniak om aluminiumnitridepoeder te synthetiseren. De chemische reactieformule is: 2al (s)+n 2 (g) → 2aln (s)
❉ Koolstof thermische reductiemethode: verwarm de uniform gemengde Al 2 O 3 en C op boven 1500 ℃ in de N2 -atmosfeer; Verminder eerst Al 2 O 3 en reageer vervolgens de resulterende product Al met N2 om ALN te genereren. De chemische reactieformule is: Al 2 O 3 (S) + 3C (S) + N2 (G) ⇌ 2Aln (S) + 3Co (G)
❉ Chemische dampafzetting: een dampfase -groestechniek synthetiseert aluminiumnitride op een substraatoppervlak door de stroom en concentratie van gasvormige reactanten te regelen.
De bovenstaande drie synthesemethoden hebben elk voor- en nadelen. In praktische toepassingen moeten overeenkomstige keuzes worden gemaakt op basis van de prestatie -eisen en -kosten van het product.
Keramische materiaaleigenschappen Vergelijking
| Item | Eenheid | Aluminium nitride (ALN) | Aluminiumoxide (AL 2 O 3 ) | Berylliumoxide (beo) | Siliconencarbide (sic) |
| Thermische geleidbaarheid (25 ℃) | W/mk | 170 | 30 | 300 | 170 |
| Thermische expansiviteit (25 ~ 400 ℃) | 1 × 10 -6 /℃ | 4.5 | 7.3 | 8 | 3.7 |
| Maximale werktemperatuur (inert) | ℃ | 2200 | 1800 | 20000000000000000000 | 1800 |
| Diëlektrische constante | 1MHz | 8.8 | 8.5 | 6.5 | 40 |
| Diëlektrisch verlies | 1MHz | 5*10 -4 | 3*10 -4 | 5*10 -4 | 500*10 -4 |
| Diëlektrische sterkte (DC@25 ℃) | Kv/mm | 15 | 10 | 10 | 0,07 |
| Buigsterkte (25 ℃) | MPA | 450 | 338 | 200 | 450 |
| Toxiciteit | Nee | Nee | Ja | Gering | |
| Kosten | Midden | Laag | Hoog | Hoog |
Aantekeningen:
❉ Alle parameters staan onder de staat zonder belasting.
❉ Alle parameters zijn typische gebaseerd op een zuiverheid van 99%; Het vertoont kleine verschillen met verschillende formules en cijfers.
Postverwerking van ALN-componenten
Natuurverwerking is een essentieel proces in praktische toepassingen om precieze aanpassing te bereiken tussen Aln-keramische componenten en andere onderdelen en om de oppervlaktekwaliteit te verbeteren. Momenteel zijn de belangrijkste soorten nabewerking als volgt:
1. CNC-frezen en slijpen: met behulp van de ultrahoge hardheid schurende korrels van diamanten slijpende wielen om materialen van het keramische oppervlak te malen en te verwijderen, voornamelijk inclusief slijpen wiel, diamanten slijpen en boorslijpen.
2. Lasersnijden: deze methode maakt gebruik van de energieke laserstraal gegenereerd door de laser om aluminiumnitride-keramiek te verwerken. Het is geschikt voor nauwkeurig snijden en boren van producten zoals keramische substraten.
3. Plasma-ondersteund polijsten: gebruikt de gecombineerde effecten van het fysieke bombardement van plasma en de chemische reactie om materiaalverwijdering te bereiken om een glad gepolijst oppervlak te verkrijgen.
4. Chemisch mechanisch polijsten (CMP): een samengesteld polijstproces dat zowel chemisch etsen als mechanische verwijdering gebruikt, veel gebruikt in de halfgeleiderindustrie.
5. Magnetorheologische afwerking (MRF): deze methode is tussen polijsten en niet-polijsten. Het is een ultra-nauwkeurige bewerkingsmethode die de reologische eigenschappen van magnetorheologisch polijstvloeistof in een magnetisch veld gebruikt om te polijsten.
Onze faciliteit is gespecialiseerd in CNC-slijp- en laserverwerkingstechnologie op Aln Ceramic en kan klanten een verscheidenheid aan aangepaste, ultra-hoog-nauwkeurige aluminium nitride-onderdelen bieden met dimensionale strakke toleranties van ± 0,005 mm.
Typische toepassingen van aluminium nitride
❉ Als elektrische isolatoren met een hoog vermogen, vooral waar hoge elektrische isolatie en stabiele elektrische prestaties essentieel zijn
❉ Als keramisch substraat voor elektronica met een hoog vermogen, chipdragers en halfgeleiderverpakkingen
❉ Als koellichaam- en warmteverspreider voor elektronische apparaten met een hoog vermogen en radiofrequentie
❉ Als diëlektrische lagen in optische opslagmedia
❉ Als ideaal Crucible en gietvormingmateriaal voor AL-, Cu-, AG- en PB -metallurgieproductie
Vanwege de uitstekende thermische, fysische, chemische, elektrische en optische attributen van aluminium nitride Ceramic wordt het universeel gebruikt in andere elektronica met krachtige kracht, krachtige verlichting, nieuwe energie, halfgeleiders, militaire, ruimtevaart en andere velden.
Conclusie
Als nieuw technisch keramisch materiaal heeft aluminiumnitride een belangrijke rol gespeeld in vele industrieën en velden. Met de voortgang en doorbraken in de productie- en voorbereidingstechnologie van aluminium nitridepoeder, evenals de continue innovatie van aluminium nitride keramische componententechnologie, zal het verder worden uitgebreid als een meer geoptimaliseerde warmtedissipatie en elektrische isolatiecomponentoplossing in de velden van micro -elektronics, optisch, optisch Apparaten, IGBT, emissiecontrole, spoorvervoer, luchtvaartsystemen en andere velden.