Aluminium Nitride (AlN) pisanan disintesis ing 1877, nanging aplikasi potensial ing mikroelektronika ora spur pangembangan kualitas dhuwur, materi sregep komersial nganti pertengahan 1980-an.
AIN minangka wangun aluminium nitrat. Aluminium nitride beda karo aluminium nitrat amarga iku senyawa nitrogen kanthi kondisi oksidasi spesifik -3, dene nitrat nuduhake ester utawa uyah saka asam nitrat. Struktur kristal materi iki yaiku wurtzite heksagonal.
Sintesis AIN
AlN diprodhuksi liwat reduksi karbotermal saka alumina utawa nitridasi langsung saka aluminium. Kapadhetan 3,33 g/cm3 lan, sanajan ora leleh, dissociates ing suhu ndhuwur 2500 °C lan tekanan atmosfer. Tanpa bantuan aditif pembentuk cairan, materi kasebut diikat kanthi kovalen lan tahan kanggo sintering. Biasane, oksida kayata Y2O3 utawa CaO ngidini sintering ing suhu antarane 1600 lan 1900 derajat Celsius.
Parts digawe saka aluminium nitride bisa diprodhuksi liwat macem-macem cara, kalebu kadhemen isostatic mencet, ngecor injeksi Keramik, ngecor injeksi kurang-tekanan, tape casting, mesin tliti, lan mencet garing.
Fitur tombol
AlN tahan kanggo logam cair, kalebu aluminium, litium, lan tembaga. Iku tahan kanggo mayoritas uyah molten, kalebu klorida lan cryolite.
Aluminium nitride nduweni konduktivitas termal dhuwur (170 W/mk, 200 W/mk, lan 230 W/mk) uga resistivitas volume dhuwur lan kekuatan dielektrik.
Rentan kanggo hidrolisis ing bentuk bubuk nalika kena banyu utawa kelembapan. Kajaba iku, asam lan alkali nyerang aluminium nitrida.
Bahan iki minangka insulator kanggo listrik. Doping nambah konduktivitas listrik saka materi. AIN nampilake sifat piezoelektrik.
Aplikasi
Mikroelektronika
Karakteristik AlN sing paling luar biasa yaiku konduktivitas termal sing dhuwur, sing nomer loro sawise beryllium ing antarane bahan keramik. Ing suhu ngisor 200 derajat Celsius, konduktivitas termal ngluwihi tembaga. Kombinasi konduktivitas dhuwur, resistivitas volume, lan kekuatan dielektrik iki ngidini panggunaan minangka substrat lan kemasan kanggo rakitan komponen mikroelektronik kanthi daya dhuwur utawa dhuwur. Keperluan kanggo ngilangi panas sing ditimbulake dening kerugian ohmik lan njaga komponen ing sawetara suhu operasi minangka salah sawijining faktor watesan sing nemtokake kapadhetan kemasan komponen elektronik. Substrat AlN nyedhiyakake cooling luwih efektif tinimbang substrat keramik konvensional lan liyane, mulane digunakake minangka operator chip lan sink panas.
Aluminium nitride nemokake aplikasi komersial sing nyebar ing saringan RF kanggo piranti komunikasi seluler. Lapisan aluminium nitrida dumunung ing antarane rong lapisan logam. Aplikasi umum ing sektor komersial kalebu insulasi listrik lan komponen manajemen panas ing laser, chiplet, collet, insulator listrik, dering clamp ing peralatan pangolahan semikonduktor, lan kemasan piranti gelombang mikro.
Aplikasi liyane
Amarga biaya AlN, aplikasi kasebut sacara historis diwatesi ing bidang aeronautika lan transportasi militer. Nanging, materi kasebut wis ditliti lan digunakake ing macem-macem lapangan. Sifat sing mupangati ndadekake cocok kanggo sawetara aplikasi industri penting.
Aplikasi industri AlN kalebu komposit refraktori kanggo nangani logam cair sing agresif lan sistem pertukaran panas sing efisien.
Bahan iki digunakake kanggo nggawe crucibles kanggo tuwuh kristal gallium arsenide lan uga digunakake ing produksi baja lan semikonduktor.
Panggunaan liyane sing diusulake kanggo aluminium nitride kalebu minangka sensor kimia kanggo gas beracun. Nggunakke nanotube AIN kanggo ngasilake nanotube kuasi-siji kanggo digunakake ing piranti kasebut wis dadi subyek riset. Ing rong dekade kepungkur, dioda pemancar cahya sing beroperasi ing spektrum ultraviolet uga wis diselidiki. Aplikasi AIN film tipis ing sensor gelombang akustik permukaan wis dievaluasi.
