Od 2023 r. wielkość światowego rynku azotku glinu osiągnął 151,5 mln dolarów amerykańskich i oczekuje się, że będzie nadal rósł od 2024 do 2032 r., z 159,8 mln dolarów amerykańskich do 246,5 mln dolarów amerykańskich. Pokazuje to znaczenie azotku glinu jako zaawansowanego materiału.
Czy masz jakąś wiedzę na temat ceramiki azotku glinu? W tym artykule pomożemy Ci w pełni zrozumieć kluczowe cechy i wartość zastosowania ceramiki azotku glinu.
Szybkie linki
- Wprowadzenie do ceramiki azotku glinu
- Właściwości użytkowe ceramiki azotku glinu
- Proces produkcji azotku glinu
- Zastosowanie ceramiki azotku glinu
- Jak wybierać produkty z azotku glinu?
Jeśli nie masz czasu przeczytać całego artykułu, przygotowaliśmy listę typowych pytań od innych użytkowników. Mamy nadzieję, że te szybkie odpowiedzi będą dla Ciebie pomocne.
Wprowadzenie do ceramiki azotku glinu
Czym jest ceramika azotku glinu?
Ceramika azotku glinu wykonane są z azotku glinu, który jest wysokiej jakości nietlenkowym materiałem ceramicznym składającym się z glinu i pierwiastków azotu, a jego wzór chemiczny to AlN.
Ceramika azotku glinu ma bardzo dobre właściwości fizyczne i chemiczne, a jej kolor w zastosowaniach praktycznych jest zwykle kremowobiały lub jasnożółty.
Znaczenie ceramiki azotku glinu w nowoczesnym przemyśle
Być może odkryjesz, że ceramika azotku glinu może być widoczna w wielu miejscach w życiu codziennym. Tak, ceramika azotku glinu odgrywa niezastąpioną rolę w nowoczesnym przemyśle.
Jako wysokowydajny materiał ceramiczny do zastosowań elektronicznych, ceramika azotku glinu jest szeroko stosowana w różnych dziedzinach, m.in. w produkcji półprzewodników, w obudowach diod LED, w sprzęcie elektronicznym dużej mocy oraz w przemyśle lotniczym i kosmicznym.
Wśród nich azotek glinu ma przewodność cieplną ponad 170 W/mK i doskonałą izolację elektryczną. Ta rzadka kombinacja właściwości sprawia, że jest on szczególnie odpowiedni do rozpraszania ciepła i izolacji w zastosowaniach elektronicznych.
Warto zauważyć, że w porównaniu z innym powszechnie stosowanym materiałem ceramicznym, tlenek glinu (Al₂O₃), przewodnictwo cieplne azotku glinu jest ponad pięciokrotnie większe niż tlenku glinu. Ponadto, chociaż tlenek berylu (BeO) ma podobne właściwości termiczne, ma poważne problemy z toksycznością, które azotek glinu pokonuje, zapewniając bezpieczniejszą i równie wydajną alternatywę.
Właściwości użytkowe ceramiki azotku glinu
Poniżej przedstawiono niektóre właściwości ceramiki azotku glinu, które mogą okazać się pomocne:
|
Kategoria wydajności |
Wskaźniki wydajności |
Wartość parametru |
Jednostka |
|
Właściwości termiczne |
Przewodność cieplna (25℃) |
170-321 |
W/(m·K) |
|
Współczynnik rozszerzalności cieplnej (25-400℃) |
4.5 |
×10⁻⁶/℃ |
|
|
Maksymalna temperatura robocza (gaz obojętny) |
2200 |
℃ |
|
|
Temperatura początku utleniania (powietrze) |
700 |
℃ |
|
|
Właściwości elektryczne |
Rezystywność objętościowa (25℃) |
＞1014 |
Ω·cm |
|
Stała prędkość dielektryczna (1MHz) |
8.5-9.0 |
– |
|
|
Strata dielektryczna (1MHz) |
0.0005 |
– |
|
|
Napięcie przebicia Siła |
15-20 |
kV/mm |
|
|
Właściwości mechaniczne |
Gęstość |
3.26 |
g/cm³ |
|
Twardość Vickersa |
12 |
GPa |
|
|
Wytrzymałość na zginanie |
350-420 |
MPa |
|
|
Moduł sprężystości |
320 |
GPa |
|
|
Współczynnik Poissona |
0.22 |
– |
|
|
Wytrzymałość na ściskanie |
3000 |
MPa |
Właściwości termiczne
Przewodność cieplna:
Najbardziej zauważalną cechą ceramiki azotku glinu jest jej doskonała przewodność cieplna. W normalnych warunkach temperaturowych jej przewodność cieplna może osiągnąć 321 W/(m·K), a w rzeczywistych zastosowaniach przewodność cieplna polikrystalicznej ceramiki azotku glinu może zwykle przekraczać 170 W/(m·K). Pod względem tej doskonałej wydajności znacznie przewyższa ona ceramikę glinową.
Współczynnik rozszerzalności cieplnej:
Współczynnik rozszerzalności cieplnej ceramiki azotku glinu również zasługuje na uwagę. Jego współczynnik rozszerzalności cieplnej jest zgodny z krzemem. Współczynnik rozszerzalności cieplnej azotku glinu w zakresie 25-400℃ wynosi 4,5×10-6/℃, podczas gdy współczynnik rozszerzalności cieplnej krzemu wynosi 3,5-4×10⁻⁶/℃. Porównanie obu pokazuje, że są one bardzo zbliżone. Dlatego dzięki tej doskonałej wydajności dopasowania, akumulacja naprężeń podczas cykli termicznych może być skutecznie zmniejszona, tym samym znacznie wydłużając żywotność sprzętu elektronicznego.
Stabilność termiczna:
Jeśli chodzi o stabilność termiczną, ceramika azotku glinu nadal ma doskonałe parametry i niezwykle wysoką odporność na ciepło. W atmosferze obojętnej może pozostać stabilna w wysokiej temperaturze 2200°C. Nawet w powietrzu utlenianie powierzchni nie zacznie się, dopóki temperatura nie przekroczy 700°C, a warstwa tlenku powierzchniowego może z kolei chronić materiał wewnętrzny do 1370°C.
Właściwości elektryczne
Izolacja elektryczna:
Wybierając odpowiedni materiał ceramiczny do elektroniki, właściwości elektryczne są kluczowym czynnikiem, którego nie można zignorować. Azotek glinu ma niezwykle doskonałe właściwości izolacji elektrycznej, a jego rezystywność objętościowa może osiągnąć ponad 10¹⁴ Ω·cm w temperaturze pokojowej. Ta wysoka wydajność izolacji może w pełni zagwarantować, że azotek glinu ma niezwykle wysoką niezawodność w zastosowaniach urządzeń elektronicznych wysokiego napięcia.
Stała dielektryczna/wytrzymałość dielektryczna:
Stała dielektryczna azotku glinu wynosi około 8,5-9 (1MHz), a strata dielektryczna około 0,0005. Te cechy sprawiają, że jest to idealny wybór dla urządzeń elektronicznych o wysokiej częstotliwości. Jednocześnie wytrzymałość dielektryczna azotku glinu może osiągnąć 15-20 kV/mm, co skutecznie poprawia zdolność ochrony izolacji.
Właściwości mechaniczne
Ceramika azotku glinu ma również różne doskonałe właściwości mechaniczne. Jej twardość Vickersa wynosi około 12 GPa, a wytrzymałość na zginanie może osiągnąć 350-420 MPa. Te doskonałe wytrzymałości mechaniczne są znacznie wyższe niż w przypadku ceramiki glinowej, co pozwala jej zachować dobrą niezawodność w trudnych warunkach.
Odporność na korozję
Jeśli chodzi o trwałość, azotek glinu wykazuje doskonałą odporność na korozję chemiczną. W obliczu korozji spowodowanej przez większość stopionych metali (takich jak miedź, lit, aluminium itp.) azotek glinu sprawdza się dobrze, a ta właściwość pozwala mu zachować dobrą stabilność nawet w trudnych warunkach chemicznych.
Warto wspomnieć, że azotek glinu ma również doskonałą odporność na zmęczenie. W środowisku o wysokiej temperaturze osłabienie wytrzymałości azotku glinu wynosi tylko około 20% wytrzymałości w temperaturze pokojowej. W porównaniu ze zwykłym tlenkiem glinu, w tych samych okolicznościach tlenek glinu zwykle traci 50% swojej wytrzymałości.
Proces produkcji azotku glinu
Czy jesteś ciekaw, jak wytwarzana jest ceramika azotku glinu? Proces produkcji ceramiki azotku glinu bezpośrednio wpływa na jej ostateczną wydajność. Poniżej zabierzemy Cię do głębszego zrozumienia kilku kluczowych etapów produkcji azotku glinu.
Synteza proszku azotku glinu
Synteza proszku azotku glinu jest podstawą całego procesu produkcyjnego. Obecnie stosuje się dwie główne metody: redukcję karbotermiczną i bezpośrednie azotowanie.
Metoda redukcji karbotermicznej polega na reakcji tlenku glinu z węglem w atmosferze azotu w temperaturze 1500–1800°C. Ta metoda jest stosunkowo niedroga i nadaje się do produkcji na dużą skalę.
Metoda bezpośredniego azotowania polega na umożliwieniu metalicznemu proszkowi aluminiowemu bezpośredniej reakcji z azotem. Ta metoda może dać produkt o wyższej czystości.
Proces formowania
Formowanie jest kluczowym etapem w określaniu ostatecznego kształtu ceramiki. Główne metody formowania obejmują prasowanie na sucho, wtrysk, prasowanie izostatyczne itp.
Formowanie metodą prasowania na sucho:Ta metoda formowania jest odpowiednia dla wyrobów ceramicznych o prostych kształtach, takich jak substraty i podłoża. Poprzez równomierne sprężanie proszku azotku glinu, uzyskuje się pożądany kształt.
Formowanie wtryskowe:Ta metoda formowania nadaje się do produkcji części o złożonych kształtach. Konieczne jest zmieszanie proszku azotku glinu z organicznym spoiwem w celu utworzenia zawiesiny i wstrzyknięcie jej do formy w celu formowania.
Formowanie metodą prasowania izostatycznego:Ta metoda formowania nadaje się do produkcji dużych i regularnych produktów ceramicznych. Dzięki hydraulicznemu prasowaniu izostatycznemu może zapewnić równomierną gęstość produktu.
Proces spiekania
Spiekanie jest bardzo ważnym etapem w procesie produkcji ceramiki i jest również kluczowym procesem ulepszania ceramiki azotku glinu. Ze względu na kowalencyjne właściwości wiązania azotku glinu, w trakcie procesu spiekania wymagana jest specjalna kontrola procesu. Często stosuje się spiekanie na gorąco i spiekanie dwuetapowe wspomagane ciśnieniem.
Jeśli odpowiednia ilość tlenku itru (Y₂O₃) zostanie dodana jako środek wspomagający spiekanie, temperatura spiekania może zostać znacznie obniżona, a gęstość materiału zwiększona. Optymalna temperatura spiekania jest zazwyczaj kontrolowana w zakresie 1650-1800℃.
Obróbka precyzyjna
Przy obróbce ceramiki azotku glinu należy brać pod uwagę jej wysoką twardość, a obecnie do precyzyjnej obróbki stosuje się głównie narzędzia diamentowe.
Zielone przetwarzanie:Wstępne ukształtowanie materiału przed spiekaniem może znacznie zmniejszyć trudność późniejszej obróbki
Szlifowanie polerowanie:Precyzyjne szlifowanie za pomocą diamentowych tarcz szlifierskich zapewnia doskonałą jakość powierzchni
Cięcie laserowe:W przypadku cienkich blach do precyzyjnej obróbki można stosować technologię laserową
Kontrola jakości
Ścisła kontrola jakości zapewnia, że ceramika z azotku glinu produkowana
Aby zagwarantować stabilną pracę ceramiki azotku glinu, w trakcie procesu produkcyjnego konieczne jest przeprowadzenie kompleksowej kontroli jakości:
Kontrola procesu:W kluczowych procesach, takich jak synteza i spiekanie, można ustawić wiele punktów detekcji, aby monitorować parametry procesu w czasie rzeczywistym, takie jak:
Monitorowanie krzywej temperatury
Kontrola składników atmosfery
Regulacja parametrów ciśnienia
Kontrola produktu gotowego:Kompleksowa ocena jakości gotowych produktów przy użyciu zaawansowanego sprzętu kontrolnego, takiego jak:
Badanie przewodności cieplnej
Oznaczanie gęstości
Analiza mikrostruktury
Badania wydajności mechanicznej
Zastosowanie ceramiki azotku glinu
Przemysł elektroniczny
W przemyśle elektronicznym ceramika azotku glinu wyróżnia się doskonałymi parametrami użytkowymi.
W projektowaniu podłoży rozpraszających ciepło przewodnictwo cieplne ceramicznych podłoży azotku glinu przekracza 170 W/mK, co jest wartością znacznie wyższą niż w przypadku innych materiałów ceramicznych (takich jak podłoża z tlenku glinu). Ta doskonała przewodność cieplna umożliwia szybkie rozpraszanie i przewodzenie ciepła generowanego przez urządzenia elektroniczne, skutecznie zapobiegając lokalnemu przegrzaniu i poprawiając stabilność i żywotność sprzętu.
Jeśli chodzi o opakowania urządzeń energetycznych, ceramika azotku glinu jest również szczególnie krytyczna. Jeśli masz w pobliżu podobne produkty ceramiczne z azotku glinu, przekonasz się, że nie tylko mają one doskonałe właściwości rozpraszania ciepła, ale także współczynnik rozszerzalności cieplnej podobny do współczynnika płytek krzemowych. To dopasowanie znacznie zmniejsza generowanie naprężeń cieplnych i może znacznie poprawić niezawodność opakowań ceramicznych. Jednocześnie doskonała izolacja elektryczna zapewnia również bezpieczną pracę urządzenia energetycznego.
Przemysł półprzewodnikowy
W procesie produkcji półprzewodników niezastąpioną rolę odgrywa ceramika azotku glinu.
Proces obróbki płytek wymaga niezwykle precyzyjnej kontroli temperatury. Wysoka przewodność cieplna i jednorodność temperatury ceramiki azotku glinu zapewniają stabilność procesu obróbki i jakość produktu.
Uchwyt elektrostatyczny jest kluczowym urządzeniem w procesie produkcji półprzewodników. Doskonałe właściwości dielektryczne i wytrzymałość mechaniczna ceramiki azotku glinu sprawiają, że jest to idealny materiał na uchwyty elektrostatyczne. Nadal może utrzymywać stabilne właściwości elektryczne w środowiskach o wysokiej temperaturze, a także ma wystarczającą wytrzymałość mechaniczną, aby można go było używać wielokrotnie.
W urządzeniach o wysokiej częstotliwości, niskie straty dielektryczne i możliwości zarządzania termicznego ceramiki azotku glinu sprawiają, że jest to idealny materiał opakowaniowy. Można go znaleźć w komunikacji mikrofalowej i urządzeniach o częstotliwości radiowej.
Inne zaawansowane aplikacje
W zastosowaniach optoelektronicznych ceramika azotku glinu może być stosowana nie tylko jako podłoża odprowadzające ciepło w urządzeniach laserowych, ale również jako warstwy dielektryczne w nośnikach danych optycznych.
Przemysł lotniczy i kosmiczny jest niezwykle wymagający w kwestii doboru materiałów. Azotek glinu jest szeroko stosowany w wielu ważnych dziedzinach, takich jak sprzęt elektroniczny lotniczy i komunikacja satelitarna, ze względu na wysoką stabilność temperaturową, izolację i doskonałą wytrzymałość mechaniczną.
W dziedzinie wojskowej azotek glinu jest również bardzo ważny. Od elementów odprowadzających ciepło systemów radarowych po kluczowe elementy wyposażenia nawigacyjnego, ceramika azotku glinu odgrywa ważną rolę. Jej doskonałe kompleksowe działanie może zapewnić, że sprzęt wojskowy może być używany stabilnie nawet w ekstremalnie trudnych warunkach.
W dziedzinie przemysłu wojskowego zastosowanie ceramiki azotku glinu jest również bardzo ważne. Od elementów odprowadzających ciepło systemów radarowych po kluczowe elementy wyposażenia nawigacyjnego, ceramika azotku glinu odgrywa ważną rolę. Jej doskonałe kompleksowe działanie zapewnia niezawodną pracę sprzętu wojskowego w ekstremalnych warunkach.
Jak wybierać produkty z azotku glinu?
Jeśli interesują Cię produkty na bazie azotku glinu, ale nie wiesz, jaki wybrać, poniższa treść może Ci pomóc.
Wybór podłoża azotku glinu
Jeśli potrzebujesz podłoża z azotku glinu, zapoznaj się z poniższymi kluczowymi parametrami.
Standardowa grubość podłoża wynosi zazwyczaj od 0,25 mm do 2,0 mm, a powierzchnia może osiągać wymiary 150 mm×200 mm.
W zależności od wymagań zastosowania można wybrać różne gatunki podłoży o przewodności cieplnej od 170 W/mK do 230 W/mK.
Chropowatość powierzchni jest kontrolowana w zakresie Ra 0,3-0,5 μm, a płaskość w zakresie 2% na milimetr.
Aby mieć pewność, że Twoja aplikacja spełni oczekiwania, zalecamy skupienie się na następujących specyfikacjach parametrów:
Tolerancja wymiarowa: Najlepiej kontrolować ją w granicach ±0,1 mm
Jednorodność grubości: Odchylenie standardowe nie przekracza 5%
Zgodność metalizacji: W zależności od zastosowania można wybierać spośród różnych opcji metalizacji, takich jak wolfram lub molibden
Obróbka powierzchni: Polerowanie, piaskowanie i inne metody obróbki można wybrać w zależności od potrzeb
Wybór komponentów chłodzących
Wybierając odpowiedni zestaw chłodzący, ważne jest, aby wziąć pod uwagę zarówno wymagania dotyczące rozpraszania ciepła, jak i dostępną przestrzeń montażową. W przypadku zastosowań o dużej mocy zalecamy produkty o przewodności cieplnej większej niż 200 W/mK. Ponadto, jeśli Twoja aplikacja wymaga wyższej wydajności rozpraszania ciepła, możesz dodatkowo zwiększyć wydajność, stosując pastę termoprzewodzącą lub używając podkładek termicznych.
Sugestie rozwiązań dostosowanych do potrzeb klienta
Zalecamy wybór rozwiązania dostosowanego do scenariusza aplikacji. Kluczowe punkty, na które należy zwrócić uwagę, to:
- Wyjaśnij zakres temperatur środowiska pracy
- Wyjaśnij maksymalne wymagania dotyczące gęstości mocy
- Wyjaśnij ograniczenia dotyczące przestrzeni instalacyjnej
- Wyjaśnij wymagania dotyczące integracji układu chłodzenia
Jeśli potrzebujesz pomocy, prześlij nam szczegółowe parametry aplikacji, a my dostosujemy dla Ciebie najbardziej zoptymalizowane rozwiązanie, obejmujące dobór materiałów, projekt konstrukcyjny, obróbkę powierzchni itp. Skontaktuj się z nami teraz.
Opłacalny
Na koszt wyrobów ceramicznych z azotku glinu wpływają przede wszystkim następujące czynniki:
Gatunek materiału: Im wyższą wybierzesz przewodność cieplną, tym wyższy będzie koszt.
Dokładność przetwarzania: Im wyższe wymagania dotyczące precyzji wybierzesz, tym wyższy będzie koszt przetwarzania.
Wielkość partii: Jeśli produkujesz w dużych ilościach, możesz znacznie obniżyć koszt jednostkowy.
Aby pomóc Ci osiągnąć najlepszy stosunek kosztów do korzyści, zalecamy:
W przypadku zastosowań o niskim poborze mocy zaleca się wybór standardowego produktu o klasie 170 W/mK, który spełni podstawowe potrzeby i jednocześnie pozwoli kontrolować koszty.
W przypadku zastosowań o średnim zużyciu energii zaleca się wybór produktu o klasie 200 W/mK, który zapewnia równowagę pomiędzy wydajnością i ceną.
Zastosowania o dużej mocy, zaleca się wybór produktów o klasie 230 W/mK. Chociaż ich początkowy koszt jest wyższy, mogą zapewnić najlepszą wydajność rozpraszania ciepła i wydłużyć żywotność sprzętu, skutecznie zmniejszając ogólne koszty operacyjne.
Wniosek
Ceramika azotku glinu to idealne materiały dla wielu branż. Dziękujemy za przeczytanie i mamy nadzieję, że to pomoże.
dowiedz się więcej.
Najczęściej zadawane pytania.
1. Jaki jest wzór chemiczny azotku glinu (AlN)?
Wzór chemiczny azotku glinu to AlN, który składa się z atomów glinu (Al) i atomów azotu (N) w stosunku stechiometrycznym 1:1. W swojej strukturze glin i azot tworzą wiązanie kowalencyjne, a azot jest stabilnym związkiem krystalicznym o strukturze wurcytu.
2.Jaka jest przewodność cieplna ceramiki azotku glinu?
Ceramika azotku glinu ma doskonałą przewodność cieplną w temperaturze pokojowej, około 170-321 W/(m·K), a teoretyczna maksymalna przewodność cieplna wynosi 321 W/(m·K). Polikrystaliczny AlN, który można zobaczyć na rynku, może zazwyczaj osiągnąć wartości powyżej 170 W/(m·K), co jest ponad pięciokrotnie więcej niż tlenek glinu.
3. Jakie są różnice w wydajności pomiędzy azotkiem glinu a tlenkiem glinu (Al₂O₃)?
Azotek glinu przewyższa tlenek glinu w kilku kluczowych obszarach.
- Przewodność cieplna azotku glinu (>170 W/m·K) jest pięć razy większa niż tlenku glinu (20–30 W/m·K).
- Azotek glinu jest bardziej odporny na szok termiczny niż tlenek glinu, a jego współczynnik rozszerzalności cieplnej jest bardziej zbliżony do współczynnika krzemu.
- W zastosowaniach, w których przewodność cieplna nie ma kluczowego znaczenia, tlenek glinu może przynieść znaczne oszczędności kosztów.
4. Jaka jest temperatura topnienia ceramiki azotku glinu?
Temperatura topnienia azotku glinu w gazie obojętnym wynosi około 2200°C. Należy jednak pamiętać, że w środowisku próżniowym azotek glinu zacznie się rozkładać w temperaturze 1800°C.
W powietrzu powierzchnia azotku glinu zaczyna się utleniać w temperaturze 700°C, tworząc warstwę ochronną, która może zabezpieczyć wewnętrzny materiał przed utratą stabilności przed temperaturą 1370°C.
5. Jakie są standardowe wymagania dotyczące grubości podłoży azotku glinu?
Grubość standardowych podłoży azotku glinu wynosi od 0,25 do 2,0 mm. Ponadto typowe specyfikacje obejmują 0,25 mm, 0,38 mm, 0,63 mm i 1,0 mm, a tolerancja wymiarowa jest zwykle kontrolowana w granicach ±0,1 mm.
Grubość można dostosować do konkretnych wymagań zastosowania, a chropowatość powierzchni utrzymuje się najlepiej na poziomie Ra 0,3–0,5 μm.
6. Jaka jest stała dielektryczna ceramiki azotku glinu?
Stała dielektryczna ceramiki azotku glinu wynosi 8,5–9,0 przy częstotliwości 1 MHz.
7. Jak bardzo współczynnik rozszerzalności cieplnej azotku glinu jest zbliżony do współczynnika rozszerzalności cieplnej krzemu?
Współczynnik rozszerzalności cieplnej azotku glinu (4,5×10⁻⁶/°C) jest bardzo zbliżony do współczynnika krzemu (3,5–4×10⁻⁶/°C), co pomaga zminimalizować naprężenia cieplne w zastosowaniach półprzewodnikowych. Ta zgodność sprawia, że azotek glinu jest idealnym podłożem dla urządzeń na bazie krzemu, znacznie zmniejszając ryzyko pękania podczas cykli termicznych.
8. Jak dobre są właściwości izolacyjne ceramiki azotku glinu?
Ceramika azotku glinu ma doskonałe właściwości izolacyjne. W temperaturze pokojowej jej rezystywność objętościowa przekracza 10¹⁴ Ω·cm. Ponadto utrzymuje wysoką wytrzymałość dielektryczną 15-20 kV/mm, co czyni ją doskonałym izolatorem.
9. Jakie są typowe zastosowania podłoży ceramicznych z azotku glinu?
Podłoża ceramiczne z azotku glinu mogą być stosowane w wielu gałęziach przemysłu.
- W dziedzinie elektroniki mocy może być stosowany jako podłoże odprowadzające ciepło dla modułów dużej mocy i IGBT.
- W branży diod LED może być stosowany jako materiał do zarządzania temperaturą w diodach LED o dużej jasności.
- W przemyśle półprzewodnikowym podłoża azotku glinu stosuje się głównie w urządzeniach do obróbki płytek półprzewodnikowych oraz w sprzęcie RF/mikrofalowym.
- Podłoża azotku glinu odgrywają również istotną rolę w przemyśle lotniczym i wojskowym, a wykorzystuje się je głównie w różnych produktach do odprowadzania ciepła.
10. Czy azotek glinu jest związkiem jonowym czy kowalencyjnym?
Azotek glinu jest związkiem kowalencyjnym. Jego cechą charakterystyczną jest silne wiązanie kowalencyjne między atomami glinu i atomami azotu. Taka struktura zapewnia azotkowi glinu wysoką przewodność cieplną i doskonałą wytrzymałość mechaniczną. Należy jednak wiedzieć, że oczywista różnica elektroujemności między atomami glinu i atomami azotu prowadzi do pewnych polarnych cech, chociaż ogólne wiązanie jest nadal głównie kowalencyjne.
11. Jaka jest wytrzymałość mechaniczna ceramiki azotku glinu?
Ceramika azotku glinu wykazuje imponujące właściwości mechaniczne z wytrzymałością na zginanie wynoszącą 350-420 MPa i wytrzymałością na ściskanie wynoszącą około 3000 MPa. Materiał wykazuje twardość Vickersa wynoszącą 12 GPa i moduł Younga wynoszący 320 GPa. Te właściwości mechaniczne zapewniają niezawodną wydajność w wymagających zastosowaniach, szczególnie w przypadku poddania cyklom naprężeń termicznych i mechanicznych.
12. Jakie są zalety ceramiki azotku glinu w obudowach LED?
Głównymi zaletami azotku glinu są: doskonała przewodność cieplna, która umożliwia skuteczne rozpraszanie ciepła wytwarzanego przez diody LED dużej mocy; izolacja elektryczna gwarantująca bezpieczną pracę; współczynnik rozszerzalności cieplnej odpowiadający współczynnikowi materiałów półprzewodnikowych, co redukuje naprężenia cieplne.
13. Jakie zalety ma azotek glinu w porównaniu z tlenkiem berylu (BeO)?
Właściwości termiczne azotku glinu są porównywalne z właściwościami tlenku berylu, a azotek glinu jest całkowicie nietoksyczny. Tlenek berylu jest wysoce toksyczny podczas przetwarzania lub obsługi, więc azotek glinu będzie bardziej opłacalny w zastosowaniach produkcyjnych na dużą skalę.
14. Jakie procesy obróbki powierzchni są dostępne dla ceramiki azotku glinu?
Procesy obróbki powierzchni ceramiki azotku glinu obejmują precyzyjne szlifowanie, polerowanie diamentowe i różne procesy obróbki metali.
- Obróbka powierzchni pozwala na osiągnięcie wartości chropowatości Ra 0,3-0,5μm
- Metalizacja obejmuje wzory z wolframu, molibdenu i miedzi do połączeń elektrycznych
- Specjalne procesy obróbki obejmują zwiększenie zwilżalności powierzchni, poprawę przyczepności materiałów termoprzewodzących itp.