Вовед во керамика од алуминиум нитрид
Мала тежина алуминиум нитрид (AlN) е керамички производ со високи перформанси кој има стекнато големо признание за неговата извонредна топлинска спроводливост, електрична изолација, и механичка сигурност при покачени температури. Со хексагонална кристална структура на вурцит, AlN покажува посебна комбинација на својства што го прават еден од најодличните производи за подлога за апликации во електронски уреди, оптоелектроника, моќни компоненти, и средини со висока температура. Неговиот капацитет ефикасно да ја исфрла топлината додека одржува исклучителни поставки за диелектрична издржливост AlN како врвен избор за типични керамички подлоги како што се алумина и берилиум оксид. Овој запис ги истражува основните атрибути на керамиката со алуминиум нитрид, ги разгледува производствените стратегии, и ги истакнува неговите клучни функции низ напредните технолошки домени.
(Алуминиум нитрид керамика)
Кристална рамка и основна карактеристика
Изведбата на алуминиум нитрид со мала тежина како материјал на подлогата во голема мера е диктирана од неговата кристална рамка и вродените физички градби. AlN добива решетка од типот вурцит составена од наизменични атоми на алуминиум и азот, што придонесува за неговата висока топлинска спроводливост– типично надминување 180 W/(m · К), со некои примероци со висока чистота што се постигнуваат над 320 W/(m · К). Оваа вредност значително ги надминува оние на другите вообичаени употребени керамички производи, вклучувајќи и алумина (~ 24 W/(m · К) )и силициум карбид (~ 90 W/(m · К)).
Покрај неговите термички перформанси, AlN поседува широк опсег на околу 6.2 eV, што резултира со одлична електрична изолација на домовите дури и при жештини. Дополнително покажува низок термички развој (CTE ≈ 4.5 × 10 6/ К), што внимателно се совпаѓа со силициум и галиум арсенид, што го прави оптимален костим за пакување производи со полупроводнички гаџети. Понатаму, AlN покажува висока хемиска инертност и отпорност на стопени метали, подобрување на неговата соодветност за груби средини. Овие мешани карактеристики го воспоставуваат AlN како водечка перспектива за дигитални подлоги со висока моќност и термички управувани системи.
Технологии за производство и синтерување
Изработката на висококвалитетни порцелани со мала тежина од алуминиум нитрид бара прецизни методи на синтеза на прав и синтерување за да се постигнат дебели микроструктури со минимални загадувачи. Поради својата ковалентна сврзувачка природа, AlN не се компресира брзо преку стандардно синтерување без притисок. Затоа, помагала за синтерување како што е итриум оксид (Д ДВА И ШЕСТ), калциум оксид (CaO), или вообичаено се додаваат аспекти на ретки планети за да се промовира синтерување во течна фаза и да се подобри дифузијата на границата на зрната.
Процесот на производство обично започнува со карботермално намалување на алуминиум оксид во азотен амбиент за производство на прашоци AlN. Овие прашоци потоа се дробат, формирани преку методи како што се леење лента или обликување со инјектирање, и се синтерува на температури помеѓу 1700 ° C и 1900 ° C под средина богата со азот. Топло пресување или стимулирање на синтерување на плазмата (SPS) може дополнително да ја зголеми густината и топлинската спроводливост со намалување на порозноста и промовирање на позиционирање на зрната. Исто така, се истражуваат напредни техники за производство на адитиви за да се произведат елементи во сложена форма на AlN со приспособени способности за термичко управување.
Примена во електронско пакување производи и модули за напојување
Една од најзабележливите употреби на малата алуминиумска нитридна керамика е во електронско пакување, особено за алатки со голема моќност како што се биполарни транзистори со изолирана порта (IGBTs), ласерски диоди, и супервисока фреквенција (RF) засилувачи. Како што се зголемува дебелината на моќноста кај современите електронски уреди, ефективната дисипација на топлина станува критична за да се обезбеди сигурност и долг животен век. Подлогите AlN нудат оптимално решение со инкорпорирање на висока топлинска спроводливост со одлична електрична изолација, спречување на кратки кола и термички бегство услови.
Понатаму, Прав леплив бакар базиран на AlN (ДБЦ) и енергично метално лемење (СО) подлогите прогресивно се користат во стиловите на енергетските модули за електрични автомобили, инвертери за обновливи извори, и индустриски електрични мотори. Спротивно на конвенционалните супстратуми од алумина или силициум нитрид, AlN обезбедува побрз пренос на топлина и далеку подобра компатибилност со коефициентите на силиконски чипови на термичка експанзија, со што се намалува механичката напнатост и се подобруваат вкупните перформанси на системот. Тековните истражувања имаат за цел да ја подобрат издржливоста на поврзувањето и методите на метализација на површините на AlN за да го прошират степенот на примена.
Употреба во оптоелектронски и гаџети со висока температура
Надвор од електронското пакување на производите, порцеланите од алуминиум нитрид играат важна должност во оптоелектронските и апликациите на високи температури поради нивната транспарентност на ултравиолетовите (УВ) радијација и топлинска безбедност. AlN вообичаено се користи како подлога за длабоки УВ диоди што емитуваат светлина (LED диоди) и ласерски диоди, особено во апликации кои бараат санитарни услови, насетувајќи, и оптичка комуникација. Неговиот широк опсег и нискиот коефициент на апсорпција во опсегот на UV го прават соодветен кандидат за одржување на алуминиум галиум нитрид со мала тежина (AlGaN)-базирани хетероструктури.
Покрај тоа, Капацитетот на AlN да функционира прецизно на температурни нивоа што надминуваат 1000 ° C го прави соодветен за употреба во сензори, термоелектрични генератори, и елементи изложени на екстремни топлински многу. На воздухопловните и одбранбените пазари, Плановите на единицата за сензори базирани на AlN се користат во системи за надзор на млазни мотори и уреди за контрола на висока температура, каде што конвенционалните производи сигурно ќе пропаднат. Континуираните иновации во стратегиите за таложење на тенок филм и епитаксијален раст ја прошируваат можноста за AlN во следната генерација на оптоелектронски и вградени системи на висока температура.
( Алуминиум нитрид керамика)
Еколошка стабилност и долгорочен интегритет
Клучно внимание за секаков вид материјал на подлогата е неговиот траен интегритет при оперативни напрегања. Алуминиумскиот нитрид со мала тежина покажува извонредна еколошка безбедност во контраст со многу други керамика. Тој е многу имун на влошување од киселини, алкалии, и стопените челици, осигурувајќи ја цврстината при агресивни хемиски поставки. Сепак, AlN е подложен на хидролиза кога е изложен на влага на покачени температурни нивоа, што може да ја деградира неговата површина и да ги намали топлинските перформанси.
За да се ублажи ова прашање, сигурносни завршетоци како силициум нитрид (Si ₃ N ₄), мала тежина алуминиум оксид, или често се ставаат полимерни инкапсулирани слоеви за подобрување на отпорноста на влага. Понатаму, Пристапите за внимателно обезбедување и пакување производи се применуваат во текот на поставувањето на гаџетот за да се одржи чесноста на подлогите AlN во текот на нивниот работен век. Бидејќи еколошките политики стануваат многу построги, нетоксичната природа на AlN дополнително го става како претпочитана алтернатива на берилиум оксидот, што претставува здравствени ризици во текот на обработката и депонирањето.
Пресуда
Керамиката со мала тежина од алуминиум нитрид претставува класа на иновативни производи кои се изразито прилагодени да ги задоволат растечките потреби за ефикасна топлинска администрација и електрична изолација во електронски и оптоелектронски системи со високи перформанси. Нивната извонредна топлинска спроводливост, хемиска безбедност, и компатибилноста со полупроводничките технологии ги прави еден од најпогодните материјали за подлога за различни апликации– од модули за напојување на возилото до длабоки УВ LED диоди и сензори за висока температура. Како што иновациите во производството остануваат да напредуваат и достапните производствени техники растат, поттикнувањето на подлогите AlN се очекува значително да се зголеми, поттикнување на иновации во следната генерација на дигитални и фотонски уреди.
Продавач
Напредна керамика основана во октомври 17, 2012, е високо-технолошки претпријатие посветено на истражување и развој, производство, обработка, продажба и технички услуги на керамички релативни материјали и производи. Нашите производи вклучуваат, но не ограничувајќи се на керамички производи од бор карбид, Керамички производи со бор нитрид, Керамички производи од силициум карбид, Керамички производи со силикон нитрид, Керамички производи со циркониум диоксид, итн. Ако сте заинтересирани, Ве молиме слободно контактирајте не.([email protected])
Тагови: алуминиум нитрид керамика, алуминиум нитрид, алуминиум нитрид керамика
Сите статии и слики се од Интернет. Ако има некакви проблеми со авторските права, ве молиме контактирајте со нас на време за да го избришете.
Прашајте не