Crisol de nitruro de aluminio Crisol de aluminio ALN
Presentación do produto
O AlN sintetízase por redución térmica de alúmina ou por nitruro directo de alúmina.Ten unha densidade de 3,26 Rexistrado e protexido por MarkMonitor-3, aínda que non se derrete, descompónse por encima dos 2500 °C na atmosfera.O material está unido covalentemente e resiste a sinterización sen a axuda dun aditivo formador de líquido.Normalmente, óxidos como Y 2 O 3 ou CaO permiten conseguir a sinterización a temperaturas entre 1600 e 1900 °C.
O nitruro de aluminio é un material cerámico cun excelente rendemento completo, e a súa investigación remóntase a hai máis de cen anos.Está composto por F. Birgeler e A. Geuhter Atopado en 1862, e en 1877 por JW MalletS sintetizou por primeira vez nitruro de aluminio, pero non tivo ningún uso práctico durante máis de 100 anos, cando se utilizou como fertilizante químico. .
Debido a que o nitruro de aluminio é un composto covalente, cun pequeno coeficiente de autodifusión e alto punto de fusión, é difícil de sinterizar.Non foi ata a década de 1950 cando a cerámica de nitruro de aluminio foi producida con éxito por primeira vez e utilizada como material refractario na fundición de ferro puro, aluminio e aliaxe de aluminio.Desde a década de 1970, coa profundización da investigación, o proceso de preparación do nitruro de aluminio foi cada vez máis maduro e o seu ámbito de aplicación foise ampliando.Especialmente desde que entrou no século XXI, co rápido desenvolvemento da tecnoloxía microelectrónica, máquinas electrónicas e compoñentes electrónicos cara á miniaturización, lixeiro, integración e alta fiabilidade e dirección de saída de alta potencia, cada vez son máis complexos dispositivos de substrato e materiais de embalaxe de disipación de calor. avanzar requisitos máis elevados, promover aínda máis o desenvolvemento vigoroso da industria de nitruro de aluminio.
Características principais
AlN Resiste á erosión da maioría dos metais fundidos, especialmente aluminio, litio e cobre
É resistente á maior parte da erosión do sal fundido, incluíndo cloruros e criolita
Alta condutividade térmica dos materiais cerámicos (despois do óxido de berilio)
Alto volume de resistividade
Alta rigidez dieléctrica
É erosionado por ácido e álcali
En forma de po, é facilmente hidrolizado pola auga ou a humidade
Aplicación principal
1, a aplicación do dispositivo piezoeléctrico
O nitruro de aluminio ten alta resistividade, alta condutividade térmica (8-10 veces de Al2O3) e un baixo coeficiente de expansión similar ao silicio, que é un material ideal para dispositivos electrónicos de alta temperatura e potencia.
2, o material do substrato de embalaxe electrónica
Os materiais de substrato cerámico de uso común son óxido de berilio, alúmina, nitruro de aluminio, etc., nos que o substrato cerámico de alúmina ten baixa condutividade térmica, o coeficiente de expansión térmica non coincide co silicio;aínda que o óxido de berilio ten excelentes propiedades, pero o seu po é altamente tóxico.
Entre os materiais cerámicos existentes que se poden usar como materiais de substrato, a cerámica de nitruro de silicio ten a maior resistencia á flexión, boa resistencia ao desgaste, é o material cerámico co mellor rendemento mecánico completo e o menor coeficiente de expansión térmica.As cerámicas de nitruro de aluminio teñen unha alta condutividade térmica, boa resistencia ao impacto térmico e aínda teñen boas propiedades mecánicas a altas temperaturas.En canto ao rendemento, o nitruro de aluminio e o nitruro de silicio son actualmente os materiais máis axeitados para os substratos de envases electrónicos, pero tamén teñen un problema común é que o prezo é demasiado elevado.
3, e aplícanse aos materiais luminiscentes
A anchura máxima do intervalo de banda prohibida directa do nitruro de aluminio (AlN) é de 6,2 eV, que ten unha eficiencia de conversión fotoeléctrica máis alta en comparación co semicondutor de banda prohibida indirecta.AlN Como un importante material emisor de luz azul e UV, aplícase ao díodo emisor de luz UV / UV profundo, ao díodo láser UV e ao detector UV.Ademais, o AlN pode formar solucións sólidas continuas con nitruros do grupo III como o GaN e o InN, e a súa aliaxe ternaria ou cuaternaria pode axustar continuamente o seu intervalo de banda de bandas visibles a bandas ultravioleta profundas, converténdoo nun importante material luminiscente de alto rendemento.
4, que se aplican aos materiais do substrato
Os cristais de AlN son un substrato ideal para GaN, AlGaN e materiais epitaxiais de AlN.En comparación co substrato de zafiro ou SiC, o AlN ten máis coincidencia térmica co GaN, ten maior compatibilidade química e menor tensión entre o substrato e a capa epitaxial.Polo tanto, cando o cristal de AlN se usa como substrato epitaxial de GaN, pode reducir considerablemente a densidade de defectos no dispositivo, mellorar o rendemento do dispositivo e ter unha boa perspectiva de aplicación na preparación de electrónica de alta temperatura, alta frecuencia e alta potencia. dispositivos.
Ademais, o substrato de material epitaxial AlGaN con cristal de AlN como compoñente de alto aluminio (Al) tamén pode reducir eficazmente a densidade de defectos na capa epitaxial de nitruro e mellorar moito o rendemento e a vida útil do dispositivo semicondutor de nitruro.Aplicáronse con éxito detectores de cegas diarias de alta calidade baseados en AlGaN.
5, usado en cerámica e materiais refractarios
O nitruro de aluminio pódese aplicar á sinterización de cerámicas estruturais, cerámicas de nitruro de aluminio preparadas, non só boas propiedades mecánicas, a resistencia ao pregamento é superior á cerámica Al2O3 e BeO, a alta dureza, pero tamén a alta temperatura e resistencia á corrosión.Usando resistencia á calor de cerámica AlN e resistencia á corrosión, pódese usar para facer pezas resistentes á corrosión a alta temperatura, como crisol e placa de evaporación de Al.Ademais, as cerámicas puras de AlN son cristais transparentes incoloros, con excelentes propiedades ópticas, e pódense usar como xanela de infravermellos de alta temperatura e revestimento resistente á calor para cerámicas transparentes que fabrican dispositivos ópticos electrónicos.
6. Compostos
O material composto de resina epoxi / AlN, como material de embalaxe, require unha boa condutividade térmica e capacidade de disipación de calor, e este requisito é cada vez máis estrito.Como material polímero con boas propiedades químicas e estabilidade mecánica, a resina epoxi é fácil de curar, cunha baixa taxa de contracción, pero a condutividade térmica non é alta.Ao engadir nanopartículas de AlN cunha excelente condutividade térmica á resina epoxi, a condutividade térmica e a resistencia poden mellorarse de forma efectiva.
