询问
氮化铝陶瓷的性能及应用
2023-02-08

氮化铝 (AlN) 于 1877 年首次合成,但其在微电子领域的潜在应用直到 80 年代中期才刺激开发出具有商业可行性的高质量材料。

 

AIN 是一种硝酸铝形式。氮化铝与硝酸铝的区别在于它是一种特定氧化态为-3的氮化合物,而硝酸盐是指硝酸的任何酯或盐。这种材料的晶体结构是六方纤锌矿。

 

AIN 的合成

AlN 是通过氧化铝的碳热还原或铝的直接氮化生产的。它的密度为 3.33 g/cm3,尽管没有熔化,但在高于 2500 °C 的温度和大气压力下会分解。在没有液体成型添加剂的帮助下,该材料以共价键结合并具有抗烧结性。通常,Y2O3 或 CaO 等氧化物允许在 1600 到 1900 摄氏度之间的温度下烧结。

 

由氮化铝制成的零件可以通过多种方法制造,包括冷等静压、陶瓷注射成型、低压注射成型、流延成型、精密加工和干压。

 

主要特征

AlN 不受大多数熔融金属的影响,包括铝、锂和铜。它不受大多数熔盐的影响,包括氯化物和冰晶石。

氮化铝具有高导热率(170 W/mk、200 W/mk 和 230 W/mk)以及高体积电阻率和介电强度。

当暴露于水或湿气时,它很容易以粉末形式水解。此外,酸和碱会腐蚀氮化铝。

这种材料是电的绝缘体。掺杂增强了材料的导电性。 AIN 显示出压电特性。

 

应用

微电子

AlN最显着的特点是导热性高,在陶瓷材料中仅次于铍。在低于 200 摄氏度的温度下,其热导率超过铜。这种高导电率、体积电阻率和介电强度的组合使其能够用作高功率或高密度微电子元件组件的基板和封装。需要散发由欧姆损耗产生的热量并将组件保持在其工作温度范围内,这是决定电子组件封装密度的限制因素之一。 AlN 基板比传统基板和其他陶瓷基板提供更有效的冷却,这就是它们被用作芯片载体和散热器的原因。

氮化铝在移动通信设备的射频滤波器中有广泛的商业应用。一层氮化铝位于两层金属之间。商业领域的常见应用包括激光器、小芯片、夹头、电绝缘体、半导体加工设备中的夹环和微波设备封装中的电绝缘和热管理组件。

 

其他应用

由于 AlN 的价格昂贵,其应用历来仅限于军事航空和交通领域。然而,该材料已被广泛研究并用于各种领域。其优越的性能使其适用于许多重要的工业应用。

 

AlN 的工业应用包括用于处理腐蚀性熔融金属的耐火复合材料和高效的热交换系统。

 

这种材料用于构建用于生长砷化镓晶体的坩埚,也用于生产钢铁和半导体。

 

氮化铝的其他拟议用途包括作为有毒气体的化学传感器。利用 AIN 纳米管生产用于这些设备的准一维纳米管一直是研究的主题。在过去的二十年中,还研究了在紫外光谱中工作的发光二极管。已经评估了薄膜 AIN 在表面声波传感器中的应用。


undefined


版权所有 © Wintrustek / sitemap / XML / Privacy Policy   

首页

产品

关于我们

接触