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新型无机材料——氮化铝(AlN)陶瓷

氮化铝陶瓷的主晶相为氮化铝粉末,其具有以下特性:

氮化铝陶瓷特性

1.什么是氮化铝?

  • 氮化铝 (AIN) 是一种具有六方纤锌矿结构的耐火化合物
  • 颜色为灰色
  • 氮化铝晶体是基于[AIN4]四面体结构,具有纤锌矿结构的共价键化合物
  • 密度为 3.26 g/cm3
  • 晶格常数 a = 3.11,c = 4.980
  • 常压下分解温度为 2480℃

Aluminum氮化铝陶瓷

氮化铝陶瓷材料的优点:

  • 室温强度高,且随温度升高而缓慢下降
  • 导热系数高
  • 介电常数和介电损耗低
  • 热膨胀系数低
  • 化学稳定性好,无毒

氮化铝陶瓷

2.氮化铝粉末的制备

氮化铝陶瓷的优异性能源于其粉末的高品质。氮化铝粉末的制备方法多种多样,例如直接氮化法、碳化物还原法、高能球磨法、自蔓延高温合成法、原位自反应合成法、等离子体化学合成法、化学气相沉积法、溶剂热法和有机盐裂解法。

3. 氮化铝陶瓷的成型工艺

氮化铝陶瓷的成型工艺主要包括:干法成型和湿法成型。
1) 干法成型适用于形状简单、成本较高的产品,主要包括以下两种成型方法:

  • 普通模具成型
  • 冷等静压成型

2) 湿法成型适用于形状复杂、成本低、工艺简单的产品,主要包括以下几种成型方法:

  • 流延成型
  • 注浆成型
  • 注射成型
  • 凝胶注模成型

氮化铝陶瓷的烧结方法

  • 添加烧结助剂
  • 放电等离子烧结(SPS)
  • 微波烧结
  • 无压烧结

4.氮化铝陶瓷的应用

1) 基于较高的体积电阻率、绝缘强度、热导率、较低的热膨胀系数和介电常数,氮化铝陶瓷可用于大功率半导体器件的绝缘基板、大规模和超大规模集成电路的散热基板以及封装基板。

氮化铝陶瓷基板

2) 基于较高的声传导速度特性,可用于高频信息处理器中的表面波器件。

表面波器件

3) 基于高耐火性、高温化学稳定性,可用于制作在1300~2000℃下工作的坩埚。

crucible

铝菊石陶瓷的研究仍在进行中。如果能大幅降低优质粉末的合成成本,实现低温致密化烧结,并稳定地获得高质量的流化床基片,其在微电子工业和其他高科技领域将得到越来越广泛的应用。

INNOVACERA 致力于先进陶瓷材料的研发、生产和销售,产品涵盖氮化铝、氧化铝、氧化锆、氮化硼、氮化硅、可加工玻璃陶瓷等先进材料。我们通过不同的生产工艺,提供金属化陶瓷元件、氧化铝加热器、陶瓷泵组件等。以及其他陶瓷部件(可根据要求提供)。

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