Lonček iz aluminijevega nitrida ALN Aluminijasti lonček
Predstavitev izdelka
AlN se sintetizira s toplotno redukcijo aluminijevega oksida ali z neposrednim nitridom aluminijevega oksida.Ima gostoto 3,26, registrirano in zaščiteno s strani MarkMonitor-3, čeprav se ne tali, razpade nad 2500 °C pri atmosferi.Material je kovalentno vezan in je odporen na sintranje brez pomoči aditiva za tvorbo tekočine.Običajno oksidi, kot sta Y 2 O 3 ali CaO, omogočajo doseganje sintranja pri temperaturah med 1600 in 1900 °C.
Aluminijev nitrid je keramični material z odlično celovito zmogljivostjo, njegove raziskave pa segajo že pred več kot sto leti.Sestavljata ga F. Birgeler in A. Geuhter. Leta 1862 sta ga odkrila, leta 1877 pa JW MalletS. Aluminijev nitrid je bil prvič sintetiziran, vendar ni bil uporaben več kot 100 let, ko so ga uporabljali kot kemično gnojilo. .
Ker je aluminijev nitrid kovalentna spojina z majhnim koeficientom samodifuzije in visokim tališčem, ga je težko sintrati.Šele v petdesetih letih 20. stoletja so prvič uspešno proizvedli keramiko iz aluminijevega nitrida in jo uporabili kot ognjevarni material pri taljenju čistega železa, aluminija in aluminijevih zlitin.Od leta 1970, s poglabljanjem raziskav, postaja postopek priprave aluminijevega nitrida vse bolj zrel, obseg njegove uporabe pa se širi.Zlasti od vstopa v 21. stoletje, s hitrim razvojem tehnologije mikroelektronike, elektronskih strojev in elektronskih komponent v smeri miniaturizacije, lahke, integracije ter visoke zanesljivosti in visoke izhodne moči, vse bolj zapletene naprave substrata in embalažnih materialov za odvajanje toplote postavljajo naprej višje zahteve, nadaljnje spodbujanje živahnega razvoja industrije aluminijevega nitrida.
Glavne značilnosti
AlN Odporen na erozijo večine staljenih kovin, zlasti aluminija, litija in bakra
Odporen je na večino erozije staljene soli, vključno s kloridi in kriolitom
Visoka toplotna prevodnost keramičnih materialov (po berilijevem oksidu)
Visoka prostorninska upornost
Visoka dielektrična trdnost
Razjedajo ga kisline in alkalije
V obliki prahu se zlahka hidrolizira z vodo ali vlago
Glavna aplikacija
1, uporaba piezoelektrične naprave
Aluminijev nitrid ima visoko upornost, visoko toplotno prevodnost (8–10-krat Al2O3) in nizek koeficient raztezanja, podoben siliciju, ki je idealen material za visokotemperaturne in močne elektronske naprave.
2, substrat za elektronsko embalažo
Običajno uporabljeni keramični substratni materiali so berilijev oksid, aluminijev oksid, aluminijev nitrid itd., V katerih ima keramični substrat iz aluminijevega oksida nizko toplotno prevodnost, koeficient toplotnega raztezanja se ne ujema s silicijem;Čeprav ima berilijev oksid odlične lastnosti, je njegov prah zelo strupen.
Med obstoječimi keramičnimi materiali, ki se lahko uporabljajo kot substratni materiali, ima keramika iz silicijevega nitrida največjo upogibno trdnost, dobro odpornost proti obrabi, je keramični material z najboljšo celovito mehansko zmogljivostjo in najmanjšim koeficientom toplotnega raztezanja.Keramika iz aluminijevega nitrida ima visoko toplotno prevodnost, dobro odpornost na toplotne udarce in še vedno dobre mehanske lastnosti pri visoki temperaturi.Z vidika zmogljivosti sta aluminijev nitrid in silicijev nitrid trenutno najprimernejša materiala za substrate za elektronsko embalažo, a imata tudi skupno težavo, da je cena previsoka.
3, in se nanašajo na luminiscenčne materiale
Največja širina neposredne pasovne vrzeli aluminijevega nitrida (AlN) je 6,2 eV, ki ima večjo učinkovitost fotoelektrične pretvorbe v primerjavi s posrednim polprevodnikom.AlN kot pomemben material, ki oddaja modro svetlobo in UV-svetlobo, se uporablja za UV / globoko UV-svetlečo diodo, UV-lasersko diodo in UV-detektor.Poleg tega lahko AlN tvori neprekinjene trdne raztopine z nitridi skupine III, kot sta GaN in InN, njegova ternarna ali kvartarna zlitina pa lahko nenehno prilagaja svojo pasovno vrzel od vidnih do globokih ultravijoličnih pasov, zaradi česar je pomemben visoko zmogljiv luminiscentni material.
4, ki se nanesejo na substratne materiale
Kristali AlN so idealen substrat za epitaksialne materiale GaN, AlGaN in AlN.V primerjavi s substratom iz safirja ali SiC se AlN bolj toplotno ujema z GaN, ima večjo kemično združljivost in manj napetosti med substratom in epitaksialno plastjo.Zato lahko, ko se kristal AlN uporablja kot epitaksialni substrat GaN, močno zmanjša gostoto napak v napravi, izboljša delovanje naprave in ima dobre možnosti za uporabo pri pripravi visokotemperaturne, visokofrekvenčne in močne elektronike naprave.
Poleg tega lahko substrat epitaksialnega materiala AlGaN s kristalom AlN kot komponento z visoko vsebnostjo aluminija (Al) tudi učinkovito zmanjša gostoto napak v epitaksialni plasti nitrida in močno izboljša delovanje in življenjsko dobo nitridne polprevodniške naprave.Uspešno so bili uporabljeni visokokakovostni dnevno slepi detektorji na osnovi AlGaN.
5, ki se uporablja v keramiki in ognjevzdržnih materialih
Aluminijev nitrid se lahko uporablja za sintranje konstrukcijske keramike, pripravljene keramike iz aluminijevega nitrida, ne le dobre mehanske lastnosti, pregibna trdnost je višja od keramike Al2O3 in BeO, visoka trdota, ampak tudi odpornost na visoke temperature in korozijo.Z uporabo AlN keramične odpornosti na toploto in odpornosti proti koroziji se lahko uporablja za izdelavo delov, odpornih proti koroziji pri visokih temperaturah, kot sta lonček in plošča za izparevanje Al.Poleg tega je čista keramika AlN brezbarvni prozorni kristali z odličnimi optičnimi lastnostmi in se lahko uporablja kot visokotemperaturno infrardeče okno in toplotno odporen premaz za prozorno keramiko, ki proizvaja elektronske optične naprave.
6. Kompoziti
Kompozitni material epoksidna smola / AlN kot embalažni material zahteva dobro toplotno prevodnost in sposobnost odvajanja toplote, ta zahteva pa je vse strožja.Kot polimerni material z dobrimi kemičnimi lastnostmi in mehansko stabilnostjo je epoksidna smola enostavna za utrjevanje, z nizko stopnjo krčenja, vendar toplotna prevodnost ni visoka.Z dodajanjem nanodelcev AlN z odlično toplotno prevodnostjo epoksidni smoli lahko učinkovito izboljšamo toplotno prevodnost in trdnost.
