氮化铝,配方为 AlN,是技术陶瓷家族中的一种较新的材料。虽然它的发现发生在 100 多年前,但在过去的 20 年里,它已发展成为一种具有可控和可重复特性的商业上可行的产品。
氮化铝具有六方晶体结构,是一种共价键合材料。需要使用烧结助剂和热压来生产致密的工业级材料。该材料在惰性气氛中对非常高的温度是稳定的。在空气中,表面氧化开始于 700°C 以上。形成一层氧化铝,可在高达 1370°C 的温度下保护材料。高于此温度会发生大量氧化。氮化铝在高达 980°C 的氢气和二氧化碳气氛中是稳定的。
该材料通过晶界侵蚀在无机酸中缓慢溶解,通过对氮化铝晶粒的侵蚀在强碱中缓慢溶解。该材料在水中缓慢水解。当前的大多数应用都在电子领域,其中散热很重要。这种材料作为氧化铍的无毒替代品是令人感兴趣的。金属化方法可用于在许多电子应用中使用 AlN 代替氧化铝和 BeO
✔ 良好的介电性能
✔ 高导热性
✔ 低热膨胀系数,接近硅
✔ 与普通半导体工艺化学品和气体不发生反应
✔ 散热器和散热器
✔ 激光用电绝缘体
✔ 半导体加工设备用卡盘、夹环
✔ 电绝缘体
✔ 硅晶片处理和加工
✔ 微电子器件和光电器件的基板和绝缘体
✔ 电子封装基板
✔ 传感器和探测器的芯片载体
✔ 小芯片
✔ 夹头
✔ 激光热管理组件
✔ 熔融金属夹具
✔ 微波器件封装
机械的 | 计量单位 | SI/公制 | (帝国) |
密度 | 克/毫升(磅/英尺3) | 3.26 | -203.5 |
孔隙率 | % (%) | 0 | 0 |
颜色 | — | 灰色的 | — |
抗弯强度 | 兆帕(磅/英寸2x103) | 320 | -46.4 |
弹性模量 | GPa (磅/英寸)2x106) | 330 | -47.8 |
剪切模量 | GPa (磅/英寸)2x106) | — | — |
体积模量 | GPa (磅/英寸)2x106) | — | — |
泊松比 | — | 0.24 | -0.24 |
抗压强度 | 兆帕(磅/英寸2x103) | 2100 | -304.5 |
硬度 | 公斤/毫米2 | 1100 | — |
断裂韧性 KIC | MPa•m1/2 | 2.6 | — |
最高使用温度 | °C (°F) | — | — |
(空载) | |||
热的 | |||
导热系数 | W/m•°K (BTU•in/ft2•hr•°F) | 140–180 | (970–1250) |
热膨胀系数 | 10–6/°C(10–6/°F) | 4.5 | -2.5 |
比热 | J/Kg•°K (Btu/lb•°F) | 740 | -0.18 |
电气 | |||
介电强度 | ac-kv/mm (伏特/密耳) | 17 | -425 |
介电常数 | @ 1 兆赫 | 9 | -9 |
耗散因数 | @ 1 兆赫 | 0.0003 | -0.0003 |
损耗角正切 | @ 1 兆赫 | — | — |
体积电阻率 | 欧姆•厘米 | >1014 | — |
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