Увядзенне ў кераміку з нітрыду алюмінія
Лёгкі нітрыд алюмінія (AlN) гэта высокаэфектыўны керамічны прадукт, які атрымаў шырокае прызнанне за выдатную цеплаправоднасць, электраізаляцыя, і механічная абарона пры павышаных тэмпературах. З гексагональной крышталічнай структурай вюрцыта, AlN дэманструе выразнае спалучэнне ўласцівасцей, якія робяць яго адным з самых выдатных прадуктаў падкладкі для прымянення ў электронных прыладах, оптаэлектроніка, сілавыя кампаненты, і высокатэмпературных асяроддзях. Яго здольнасць эфектыўна рассейваць цяпло, захоўваючы пры гэтым выключныя налады дыэлектрычнай трываласці AlN як лепшы выбар для тыповых керамічных падкладак, такіх як аксід алюмінія і аксід берылію. У гэтай артыкуле разглядаюцца асноўныя характарыстыкі керамікі з нітрыду алюмінія, разглядае вытворчыя стратэгіі, і падкрэслівае яго важныя функцыі ў перадавых тэхналагічных галінах.
(Кераміка з нітрыду алюмінія)
Crystal Framework і фундаментальная функцыя
Прадукцыйнасць лёгкага нітрыду алюмінія ў якасці матэрыялу падкладкі ў значнай ступені вызначаецца яго крышталічным каркасам і прыроджанымі фізічнымі будынкамі. AlN прымае рашотку тыпу вюрцыта, якая складаецца з чаргуючыхся атамаў алюмінію і азоту, што спрыяе яго высокай цеплаправоднасці– звычайна пераўзыходзіць 180 ж/(м · К), з некаторымі ўзорамі высокай чысціні 320 ж/(м · К). Гэта значэнне значна перавышае значэнне іншых керамічных вырабаў, якія звычайна выкарыстоўваюцца, у тым ліку гліназёму (~ 24 ж/(м · К) )і карбіду крэмнію (~ 90 ж/(м · К)).
У дадатак да сваіх цеплавых характарыстык, AlN валодае шырокай забароненай зонай каля 6.2 эВ, у выніку выдатная электраізаляцыя дамоў нават пры высокай тэмпературы. Акрамя таго, ён дэманструе нізкую цеплавую развіццё (КТР ≈ 4.5 × 10 ⁻⁶/ К), які старанна адпавядае крэмнію і арсеніду галію, што робіць яго аптымальным касцюмам для ўпакоўкі паўправадніковых гаджэтаў. Акрамя таго, AlN праяўляе высокую хімічную інэртнасць і ўстойлівасць да расплаўленых металаў, павышэнне яго прыдатнасці для жорсткіх умоў. Гэтыя змешаныя характарыстыкі робяць AlN вядучай перспектывай для магутных лічбавых субстратаў і сістэм з тэрмічнай апрацоўкай.
Тэхналогіі вытворчасці і спякання
Выраб высакаякаснага лёгкага фарфору з нітрыду алюмінія патрабуе дакладнага сінтэзу парашка і метадаў спякання для атрымання тоўстых мікраструктур з мінімальнымі забруджвальнікамі. З-за сваёй прыроды кавалентнай сувязі, AlN не хутка сціскаецца пры стандартным спяканні без ціску. Таму, дапаможнікі для спякання, такія як аксід ітрыю (Y ДВА ШЭСЦЬ), аксід кальцыя (CaO), або аспекты рэдкіх планет звычайна дадаюцца для спрыяння спяканню ў вадкай фазе і паляпшэння дыфузіі межаў збожжа.
Вытворчы працэс звычайна пачынаецца з карбатэрмічнага аднаўлення аксіду алюмінію ў асяроддзі азоту для атрымання парашкоў AlN. Затым гэтыя парашкі здрабняюць, фармуецца з дапамогай такіх метадаў, як ліццё стужкай або ліццё пад ціскам, і спекается пры тэмпературах паміж імі 1700 ° C і 1900 ° C у багатым азотам асяроддзі. Цёплае прэсаванне або стымуляванне плазменнага спякання (СПС) можа дадаткова павысіць шчыльнасць і цеплаправоднасць за кошт памяншэння сітаватасці і спрыяння размяшчэнню зерня. Таксама вывучаюцца перадавыя метады адытыўнай вытворчасці для вытворчасці элементаў AlN складанай формы з магчымасцямі індывідуальнага кіравання тэмпературай.
Прымяненне ва ўпакоўцы электронных вырабаў і сілавых модулях
Адно з найбольш прыкметных ужыванняў лёгкай керамікі з нітрыду алюмінія - электронная ўпакоўка, асабліва для магутных інструментаў, такіх як біпалярныя транзістары з ізаляваным шлюзам (IGBT), лазерныя дыёды, і звышвысокая частата (РФ) узмацняльнікі. Па меры павелічэння таўшчыні магутнасці ў сучасных электронных прыладах, эфектыўнае рассейванне цяпла становіцца крытычным для забеспячэння надзейнасці і працяглага тэрміну службы. Субстраты AlN прапануюць аптымальнае рашэнне дзякуючы высокай цеплаправоднасці з цудоўнай электрычнай ізаляцыяй, прадухіленне кароткіх замыканняў і цеплавых уцёкаў.
Акрамя таго, Прамаклееная медзь на аснове AlN (DBC) і энергічны метал паяны (З) субстраты паступова выкарыстоўваюцца ў стылях сілавых модуляў для электрамабіляў, інвертары аднаўляльных рэсурсаў, і прамысловыя электрарухавікі. У адрозненне ад звычайнага аксіду алюмінія або нітрыду крэмнія, AlN забяспечвае больш хуткую цеплаперадачу і значна лепшую сумяшчальнасць з каэфіцыентамі цеплавога пашырэння крамянёвых чыпаў, такім чынам памяншаецца механічнае напружанне і павышаецца агульная прадукцыйнасць сістэмы. Бягучыя даследаванні накіраваны на павышэнне трываласці злучэння і метадаў металізацыі на паверхнях AlN, каб яшчэ больш пашырыць яго прымяненне.
Выкарыстанне ў оптаэлектронных і высокатэмпературных гаджэтах
Акрамя ўпакоўкі электронных прадуктаў, фарфор з нітрыду алюмінію выконвае важную ролю ў оптаэлектронных і высокатэмпературных прылажэннях з-за сваёй празрыстасці для ультрафіялету (УФ) радыяцыйнай і цеплавой бяспекі. AlN звычайна выкарыстоўваецца ў якасці падкладкі для глыбокіх ультрафіялетавых святлодыёдаў (святлодыёды) і лазерныя дыёды, асабліва ў прыкладаннях, якія патрабуюць санітарыі, зандзіраванне, і аптычнай сувязі. Яго шырокая забароненая паласа і нізкі каэфіцыент паглынання ў УФ-дыяпазоне робяць яго прыдатным кандыдатам для падтрымання лёгкага нітрыду галію алюмінія (AlGaN)-аснове гетэраструктур.
Акрамя таго, Здольнасць AlN працаваць дакладна пры тэмпературных узроўнях, якія перавышаюць 1000 ° C робіць яго прыдатным для выкарыстання ў датчыках, тэрмаэлектрычныя генератары, і элементы, якія падвяргаюцца ўздзеянню экстрэмальных тэмператур. На аэракасмічных і абаронных рынках, Схемы датчыкаў на аснове AlN выкарыстоўваюцца ў сістэмах назірання за рэактыўнымі рухавікамі і прыладах кантролю высокай тэмпературы, дзе звычайныя вырабы, безумоўна, не падыдуць. Пастаянныя інавацыі ў галіне нанясення тонкіх плёнак і стратэгій эпітаксійнага росту пашыраюць магчымасці AlN у оптаэлектронных і высокатэмпературных убудаваных сістэмах наступнага пакалення.
( Кераміка з нітрыду алюмінія)
Экалагічная стабільнасць і доўгатэрміновая цэласнасць
Ключавым момантам для любога тыпу матэрыялу падкладкі з'яўляецца яго трывалая цэласнасць пры эксплуатацыйных нагрузках. Лёгкі нітрыд алюмінія дэманструе выдатную экалагічную бяспеку ў адрозненне ад многіх іншых керамічных вырабаў. Ён вельмі ўстойлівы да пагаршэння кіслот, шчолачы, і расплаўленыя сталі, забеспячэнне трываласці ў агрэсіўных хімічных умовах. Аднак, AlN схільны да гідролізу пры ўздзеянні вільгаці пры падвышаных тэмпературах, што можа пагоршыць яго паверхню і знізіць цеплавыя характарыстыкі.
Каб змякчыць гэтую праблему, бяспечныя аздабленні, такія як нітрыд крэмнію (Si ₃ N ₄), лёгкі аксід алюмінія, або пласты інкапсуляцыі на палімернай аснове часта наносяцца на паляпшэнне вільгацятрываласці. Акрамя таго, уважлівыя падыходы да забеспячэння бяспекі і ўпакоўкі прадукту прымяняюцца падчас наладкі гаджэта, каб падтрымліваць сумленнасць падкладак AlN на працягу ўсяго тэрміну іх службы. Паколькі экалагічная палітыка становіцца нашмат больш жорсткай, нетоксичная прырода AlN дадаткова ставіць яго ў якасці пераважнай альтэрнатывы аксіду берылію, што стварае небяспеку для здароўя падчас апрацоўкі і ўтылізацыі.
Прысуд
Лёгкая кераміка з нітрыду алюмінія ўяўляе сабой клас інавацыйных прадуктаў, якія дакладна падыходзяць для задавальнення растучых патрэбаў у эфектыўным цеплавым кіраванні і электраізаляцыі ў высокаэфектыўных электронных і оптаэлектронных сістэмах. Іх выдатная цеплаправоднасць, хімічная бяспека, і сумяшчальнасць з паўправадніковымі тэхналогіямі робіць іх адным з найбольш прыдатных матэрыялаў падкладкі для розных ужыванняў– ад сілавых модуляў транспартных сродкаў да глыбокіх ультрафіялетавых святлодыёдаў і датчыкаў высокай тэмпературы. Інавацыі вытворчасці працягваюць развівацца, а даступныя тэхналогіі вытворчасці растуць, Чакаецца, што ўмацаванне субстратаў AlN істотна ўзрасце, прасоўванне інавацый у лічбавых і фатонных прыладах новага пакалення.
Пастаўшчык
Кампанія Advanced Ceramics заснавана ў кастрычніку 17, 2012, гэта высокатэхналагічнае прадпрыемства, якое займаецца даследаваннямі і распрацоўкамі, вытворчасці, апрацоўка, продаж і тэхнічнае абслугоўванне керамічных матэрыялаў і вырабаў. Наша прадукцыя ўключае, але не абмяжоўваецца імі, керамічныя вырабы з карбіду бору, Керамічныя вырабы з нітрыду бору, Керамічныя вырабы з карбіду крэмнію, Керамічныя вырабы з нітрыду крэмнія, Керамічныя вырабы з дыяксіду цырконія, г.д. Калі вам цікава, калі ласка, не саромейцеся звяртацца да нас.([email protected])
Тэгі: нітрыд алюмінія кераміка, aln нітрыду алюмінію, aln нітрыд алюмінія кераміка
Усе артыкулы і малюнкі з Інтэрнэту. Калі ёсць праблемы з аўтарскім правам, калі ласка, звяжыцеся з намі своечасова, каб выдаліць.
Запытайце нас