氮化鋁,配方為 AlN,是技術陶瓷家族中的一種較新的材料。雖然它的發現發生在 100 多年前,但在過去的 20 年裡,它已發展成為一種具有可控和可重複特性的商業上可行的產品。
氮化鋁具有六方晶體結構,是一種共價鍵合材料。需要使用燒結助劑和熱壓來生產緻密的工業級材料。該材料在惰性氣氛中對非常高的溫度是穩定的。在空氣中,表面氧化開始於 700°C 以上。形成一層氧化鋁,可在高達 1370°C 的溫度下保護材料。高於此溫度會發生大量氧化。氮化鋁在高達 980°C 的氫氣和二氧化碳氣氛中是穩定的。
該材料通過晶界侵蝕在無機酸中緩慢溶解,通過對氮化鋁晶粒的侵蝕在強鹼中緩慢溶解。該材料在水中緩慢水解。當前的大多數應用都在電子領域,其中散熱很重要。這種材料作為氧化鈹的無毒替代品是令人感興趣的。金屬化方法可用於在許多電子應用中使用 AlN 代替氧化鋁和 BeO
✔ 良好的介電性能
✔ 高導熱性
✔ 低熱膨脹係數,接近矽
✔ 與普通半導體工藝化學品和氣體不發生反應
✔ 散熱器和散熱器
✔ 激光用電絕緣體
✔ 半導體加工設備用卡盤、夾環
✔ 電絕緣體
✔ 矽晶片處理和加工
✔ 微電子器件和光電器件的基板和絕緣體
✔ 電子封裝基板
✔ 傳感器和探測器的芯片載體
✔ 小芯片
✔ 夾頭
✔ 激光熱管理組件
✔ 熔融金屬夾具
✔ 微波器件封裝
機械的 | 計量單位 | SI/公制 | (帝國) |
密度 | 克/毫升(磅/英尺3) | 3.26 | -203.5 |
孔隙率 | % (%) | 0 | 0 |
顏色 | — | 灰色的 | — |
抗彎強度 | 兆帕(磅/英寸2x103) | 320 | -46.4 |
彈性模量 | GPa (磅/英寸)2x106) | 330 | -47.8 |
剪切模量 | GPa (磅/英寸)2x106) | — | — |
體積模量 | GPa (磅/英寸)2x106) | — | — |
泊鬆比 | — | 0.24 | -0.24 |
抗壓強度 | 兆帕(磅/英寸2x103) | 2100 | -304.5 |
硬度 | 公斤/毫米2 | 1100 | — |
斷裂韌性 KIC | MPa•m1/2 | 2.6 | — |
最高使用溫度 | °C (°F) | — | — |
(空載) | |||
熱的 | |||
導熱係數 | W/m•°K (BTU•in/ft2•hr•°F) | 140–180 | (970–1250) |
熱膨脹係數 | 10–6/°C(10–6/°F) | 4.5 | -2.5 |
比熱 | J/Kg•°K (Btu/lb•°F) | 740 | -0.18 |
電氣 | |||
介電強度 | ac-kv/mm (伏特/密耳) | 17 | -425 |
介電常數 | @ 1 兆赫 | 9 | -9 |
耗散因數 | @ 1 兆赫 | 0.0003 | -0.0003 |
損耗角正切 | @ 1 兆赫 | — | — |
體積電阻率 | 歐姆•厘米 | >1014 | — |
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