Kể từ năm 2023, quy mô thị trường nhôm nitrua toàn cầu đã đạt 151,5 triệu đô la Mỹ và dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng từ năm 2024 đến năm 2032, từ 159,8 triệu đô la Mỹ lên 246,5 triệu đô la Mỹ. Điều này cho thấy tầm quan trọng của nhôm nitrua như một vật liệu tiên tiến.
Bạn có biết một chút về gốm nhôm nitride không? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn hiểu đầy đủ về các đặc điểm chính và giá trị ứng dụng của gốm nhôm nitride.
Liên kết nhanh
- Giới thiệu về gốm nhôm nitrua
- Tính chất hiệu suất gốm nhôm nitride
- Quy trình sản xuất nhôm nitrua
- Ứng dụng của gốm nhôm nitrua
- Làm thế nào để lựa chọn sản phẩm nhôm nitrua?
Nếu bạn không có thời gian để đọc toàn bộ bài viết, chúng tôi đã chuẩn bị một danh sách các câu hỏi thường gặp từ những người dùng khác. Chúng tôi hy vọng những câu trả lời nhanh này sẽ hữu ích với bạn.
Giới thiệu về gốm nhôm nitrua
Gốm nhôm nitrua là gì?
Gốm nhôm nitrua được làm bằng nhôm nitride, một loại vật liệu gốm không oxit hiệu suất cao bao gồm các nguyên tố nhôm và nitơ, và công thức hóa học của nó là AlN.
Gốm nhôm nitrua có các tính chất vật lý và hóa học rất tuyệt vời, màu sắc khi ứng dụng thực tế thường là trắng đục hoặc vàng nhạt.
Tầm quan trọng của gốm nhôm nitride trong ngành công nghiệp hiện đại
Có lẽ bạn sẽ thấy gốm nhôm nitride có thể được nhìn thấy ở nhiều nơi trong cuộc sống hàng ngày. Đúng vậy, gốm nhôm nitride đóng vai trò không thể thiếu trong ngành công nghiệp hiện đại.
Là vật liệu gốm điện tử hiệu suất cao, gốm nhôm nitride được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất chất bán dẫn, đóng gói đèn LED, thiết bị điện tử công suất cao và hàng không vũ trụ.
Trong số đó, nhôm nitride có độ dẫn nhiệt hơn 170 W/mK và có khả năng cách điện tuyệt vời. Sự kết hợp hiếm có của các đặc tính này làm cho nó đặc biệt thích hợp để tản nhiệt và cách điện trong các ứng dụng điện tử.
Điều đáng chú ý là so với các vật liệu gốm thông thường khác, nhôm oxit (Al₂O₃), độ dẫn nhiệt của nhôm nitrua cao hơn năm lần so với nhôm oxit. Ngoài ra, mặc dù berili oxit (BeO) có tính chất nhiệt tương tự, nhưng nó có vấn đề nghiêm trọng về độc tính, mà nhôm nitrua khắc phục được, cung cấp một giải pháp thay thế an toàn hơn và hiệu quả như nhau.
Tính chất hiệu suất gốm nhôm nitride
Sau đây là một số tính chất của gốm nhôm nitrua để bạn tham khảo:
|
Thể loại hiệu suất |
Chỉ số hiệu suất |
Giá trị tham số |
Đơn vị |
|
Tính chất nhiệt |
Độ dẫn nhiệt (25℃) |
170-321 |
Có (m·K) |
|
Hệ số giãn nở nhiệt (25-400℃) |
4.5 |
×10⁻⁶/℃ |
|
|
Nhiệt độ hoạt động tối đa (Khí trơ) |
2200 |
℃ |
|
|
Nhiệt độ bắt đầu oxy hóa (không khí) |
700 |
℃ |
|
|
Tính chất điện |
Điện trở suất thể tích (25℃) |
＞1014 |
Ω·cm |
|
Tốc độ hằng số điện môi (1MHz) |
8.5-9.0 |
– |
|
|
Tổn thất điện môi (1MHz) |
0.0005 |
– |
|
|
Điện áp đánh thủng Độ mạnh |
15-20 |
kV/mm |
|
|
Tính chất cơ học |
Tỉ trọng |
3.26 |
g/cm³ |
|
Độ cứng Vickers |
12 |
Điểm trung bình |
|
|
Sức mạnh uốn cong |
350-420 |
MPa |
|
|
Mô đun đàn hồi |
320 |
Điểm trung bình |
|
|
Tỷ số Poisson |
0.22 |
– |
|
|
Sức mạnh nén |
3000 |
MPa |
Tính chất nhiệt
Độ dẫn nhiệt:
Đặc điểm đáng chú ý nhất của gốm nhôm nitride là độ dẫn nhiệt tuyệt vời. Trong điều kiện nhiệt độ bình thường, độ dẫn nhiệt của nó có thể đạt tới 321 W/(m·K), và trong các ứng dụng thực tế, độ dẫn nhiệt của gốm nhôm nitride đa tinh thể thường có thể vượt quá 170 W/(m·K). Đối với hiệu suất tuyệt vời này, nó vượt xa gốm alumina.
Hệ số giãn nở vì nhiệt:
Hệ số giãn nở nhiệt của gốm nhôm nitride cũng đáng để bạn chú ý. Hệ số giãn nở nhiệt của nó tương thích với silicon. Hệ số giãn nở nhiệt của nhôm nitride trong phạm vi 25-400℃ là 4,5×10-6/℃, trong khi hệ số giãn nở nhiệt của silicon là 3,5-4×10⁻⁶/℃. So sánh giữa hai loại cho thấy chúng rất gần nhau. Do đó, với hiệu suất kết hợp tuyệt vời này, sự tích tụ ứng suất trong quá trình tuần hoàn nhiệt có thể được giảm hiệu quả, do đó làm tăng đáng kể tuổi thọ của thiết bị điện tử.
Độ ổn định nhiệt:
Về độ ổn định nhiệt, gốm nhôm nitride vẫn có hiệu suất tuyệt vời và có khả năng chịu nhiệt cực cao. Trong môi trường trơ, nó có thể duy trì ổn định ở nhiệt độ cao 2200°C. Ngay cả trong không khí, quá trình oxy hóa bề mặt sẽ không bắt đầu xảy ra cho đến khi nhiệt độ trên 700°C và lớp oxit bề mặt có thể bảo vệ vật liệu bên trong cho đến 1370°C.
Tính chất điện
Cách điện:
Khi bạn lựa chọn vật liệu gốm điện tử phù hợp, tính chất điện là yếu tố chính không thể bỏ qua. Nhôm nitride có tính chất cách điện cực kỳ tuyệt vời và điện trở suất thể tích của nó có thể đạt hơn 10¹⁴ Ω·cm ở nhiệt độ phòng. Hiệu suất cách điện cao này có thể đảm bảo hoàn toàn rằng nhôm nitride có độ tin cậy cực cao trong các ứng dụng thiết bị điện tử điện áp cao.
Hằng số điện môi/Độ bền điện môi:
Hằng số điện môi của nhôm nitride là khoảng 8,5-9 (1MHz) và tổn thất điện môi là khoảng 0,0005. Những đặc điểm này làm cho nó trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho các thiết bị điện tử tần số cao. Đồng thời, cường độ điện môi của nhôm nitride có thể đạt tới 15-20 kV/mm, cải thiện hiệu quả khả năng bảo vệ cách điện.
Tính chất cơ học
Gốm nhôm nitride cũng có nhiều tính chất cơ học tuyệt vời. Độ cứng Vickers của nó khoảng 12GPa và độ bền uốn của nó có thể đạt tới 350-420MPa. Những độ bền cơ học tuyệt vời này cao hơn nhiều so với gốm alumina, cho phép nó duy trì độ tin cậy tốt trong môi trường khắc nghiệt.
Chống ăn mòn
Về độ bền, nhôm nitride thể hiện khả năng chống ăn mòn hóa học tuyệt vời. Khi đối mặt với sự ăn mòn của hầu hết các kim loại nóng chảy (như đồng, lithium, nhôm, v.v.), nhôm nitride hoạt động tốt và đặc tính này cho phép nó duy trì độ ổn định tốt ngay cả trong môi trường hóa chất khắc nghiệt.
Cũng đáng nói đến là nhôm nitrua còn có khả năng chống mỏi tuyệt vời. Trong môi trường nhiệt độ cao, độ suy giảm cường độ của nhôm nitrua chỉ bằng khoảng 20% cường độ ở nhiệt độ phòng. So với nhôm oxit thông thường, nhôm oxit thường mất 50% cường độ trong cùng một điều kiện.
Quy trình sản xuất nhôm nitrua
Bạn có tò mò về cách sản xuất gốm nhôm nitride không? Quy trình sản xuất gốm nhôm nitride ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất cuối cùng của nó. Dưới đây chúng tôi sẽ đưa bạn đến với sự hiểu biết sâu sắc hơn về một số bước chính trong quá trình sản xuất nhôm nitride.
Tổng hợp bột nhôm nitrua
Tổng hợp bột nhôm nitride là cơ sở của toàn bộ quá trình sản xuất. Có hai phương pháp chính hiện đang được sử dụng: khử cacbon nhiệt và nitơ hóa trực tiếp.
Phương pháp khử cacbon nhiệt là phản ứng alumina với cacbon trong môi trường nitơ ở nhiệt độ 1500-1800°C. Phương pháp này có chi phí tương đối thấp và phù hợp với sản xuất quy mô lớn.
Phương pháp nitơ hóa trực tiếp là cho bột nhôm kim loại phản ứng trực tiếp với nitơ. Phương pháp này có thể thu được sản phẩm có độ tinh khiết cao hơn.
Quá trình đúc
Đúc là một bước quan trọng trong việc xác định hình dạng cuối cùng của gốm sứ. Các phương pháp đúc chính bao gồm ép khô, phun, ép đẳng tĩnh, v.v.
Đúc ép khô：Phương pháp đúc này phù hợp với các sản phẩm gốm có hình dạng đơn giản như chất nền và chất nền. Bằng cách nén bột nhôm nitride đồng đều, nó được tạo thành hình dạng mong muốn.
Ép phun：Phương pháp đúc này thích hợp để chế tạo các chi tiết có hình dạng phức tạp. Cần phải trộn bột nhôm nitrua với chất kết dính hữu cơ để tạo thành hỗn hợp và phun vào khuôn để đúc.
Đúc ép đẳng tĩnh:Phương pháp đúc này thích hợp để sản xuất các sản phẩm gốm có kích thước lớn và hình dạng đều. Thông qua ép đẳng tĩnh thủy lực, có thể đảm bảo mật độ sản phẩm đồng đều.
Quá trình thiêu kết
Thiêu kết là một bước rất quan trọng trong quy trình sản xuất gốm sứ và cũng là một quy trình chính để cải thiện gốm sứ nhôm nitrua. Do đặc tính liên kết cộng hóa trị của nhôm nitrua, cần phải kiểm soát quy trình đặc biệt trong quá trình thiêu kết. Thiêu kết ép nóng và thiêu kết hai bước hỗ trợ áp suất thường được sử dụng.
Nếu thêm một lượng ytri oxit (Y₂O₃) thích hợp làm chất trợ thiêu kết, nhiệt độ thiêu kết có thể giảm đáng kể và mật độ vật liệu có thể tăng lên. Nhiệt độ thiêu kết tối ưu thường được kiểm soát trong khoảng 1650-1800℃.
Gia công chính xác
Quá trình gia công gốm nhôm nitrua cần phải tính đến đặc tính độ cứng cao của vật liệu và hiện nay dụng cụ kim cương chủ yếu được sử dụng cho mục đích gia công chính xác.
Xử lý xanh:Việc định hình sơ bộ vật liệu trước khi thiêu kết có thể làm giảm đáng kể độ khó của quá trình xử lý tiếp theo
Mài Đánh bóng：Mài chính xác bằng đá mài kim cương đảm bảo chất lượng bề mặt hoàn hảo
Cắt Laser：Đối với các tấm mỏng, công nghệ laser có thể được sử dụng để xử lý chính xác
Kiểm soát chất lượng
Kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt đảm bảo rằng gốm nhôm nitrua được sản xuất
Để đảm bảo hiệu suất ổn định của gốm nhôm nitrua, cần thực hiện kiểm soát chất lượng toàn diện trong quá trình sản xuất:
Kiểm soát quy trình:Có thể thiết lập nhiều điểm phát hiện trong các quy trình chính như tổng hợp và thiêu kết để theo dõi các thông số quy trình theo thời gian thực, chẳng hạn như:
Theo dõi đường cong nhiệt độ
Kiểm soát thành phần khí quyển
Điều chỉnh thông số áp suất
Kiểm tra thành phẩm:Đánh giá chất lượng toàn diện của sản phẩm hoàn thiện bằng thiết bị kiểm tra tiên tiến như:
Kiểm tra độ dẫn nhiệt
Xác định mật độ
Phân tích cấu trúc vi mô
Kiểm tra hiệu suất cơ học
Ứng dụng của gốm nhôm nitrua
Ngành công nghiệp điện tử
Trong lĩnh vực công nghiệp điện tử, gốm nhôm nitride nổi bật với đặc tính hiệu suất tuyệt vời.
Trong thiết kế đế tản nhiệt, độ dẫn nhiệt của đế gốm nhôm nitride vượt quá 170W/mK, cao hơn nhiều so với các vật liệu gốm khác (như đế alumina). Độ dẫn nhiệt tuyệt vời này cho phép nó phân tán và dẫn nhiệt nhanh chóng do các thiết bị điện tử tạo ra, ngăn ngừa hiệu quả tình trạng quá nhiệt cục bộ và cải thiện độ ổn định và tuổi thọ của thiết bị.
Về mặt đóng gói thiết bị điện, gốm nhôm nitride cũng đặc biệt quan trọng. Nếu bạn có các sản phẩm gốm nhôm nitride liên quan xung quanh mình, bạn sẽ thấy rằng nó không chỉ có hiệu suất tản nhiệt tuyệt vời mà còn có hệ số giãn nở nhiệt tương tự như của tấm silicon. Sự kết hợp này làm giảm đáng kể sự phát sinh ứng suất nhiệt và có thể cải thiện đáng kể độ tin cậy của đóng gói gốm. Đồng thời, khả năng cách điện tuyệt vời cũng đảm bảo hoạt động an toàn của thiết bị điện.
Ngành công nghiệp bán dẫn
Trong quá trình sản xuất chất bán dẫn, gốm nhôm nitrua đóng vai trò không thể thiếu.
Quá trình xử lý wafer đòi hỏi phải kiểm soát nhiệt độ cực kỳ chính xác. Độ dẫn nhiệt cao và độ đồng đều nhiệt độ của gốm nhôm nitride đảm bảo tính ổn định của quá trình xử lý và chất lượng của sản phẩm.
Mâm cặp tĩnh điện là một thiết bị quan trọng trong quy trình sản xuất chất bán dẫn. Các đặc tính điện môi tuyệt vời và độ bền cơ học của gốm nhôm nitride làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho mâm cặp tĩnh điện. Nó vẫn có thể duy trì các đặc tính điện ổn định trong môi trường nhiệt độ cao và cũng có đủ độ bền cơ học để sử dụng nhiều lần.
Trong các thiết bị tần số cao, khả năng quản lý nhiệt và tổn thất điện môi thấp của gốm nhôm nitride làm cho nó trở thành vật liệu đóng gói lý tưởng. Bạn có thể tìm thấy nó trong các thiết bị truyền thông vi sóng và tần số vô tuyến.
Các ứng dụng cao cấp khác
Trong ứng dụng của các sản phẩm quang điện tử, gốm nhôm nitride không chỉ có thể được sử dụng làm chất nền tản nhiệt cho các thiết bị laser mà còn có thể được sử dụng làm lớp điện môi cho phương tiện lưu trữ quang học.
Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ có yêu cầu cực kỳ cao trong việc lựa chọn vật liệu. Nhôm nitride được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực quan trọng như thiết bị điện tử hàng không vũ trụ và truyền thông vệ tinh do có độ ổn định nhiệt độ cao, khả năng cách điện và độ bền cơ học tuyệt vời.
Trong lĩnh vực quân sự, nhôm nitride cũng rất quan trọng. Từ các thành phần tản nhiệt của hệ thống radar đến các thành phần chính của thiết bị dẫn đường, gốm nhôm nitride đóng vai trò quan trọng. Hiệu suất toàn diện tuyệt vời của nó có thể đảm bảo rằng thiết bị quân sự có thể được sử dụng ổn định ngay cả trong môi trường cực kỳ khắc nghiệt.
Trong lĩnh vực công nghiệp quân sự, ứng dụng gốm nhôm nitride cũng rất quan trọng. Từ các thành phần tản nhiệt của hệ thống radar đến các thành phần chính của thiết bị dẫn đường, gốm nhôm nitride đóng vai trò quan trọng. Hiệu suất toàn diện tuyệt vời của nó đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của thiết bị quân sự trong môi trường khắc nghiệt.
Làm thế nào để lựa chọn sản phẩm nhôm nitrua?
Nếu bạn cần sản phẩm nhôm nitride nhưng không biết lựa chọn thế nào thì nội dung sau đây có thể giúp bạn.
Lựa chọn chất nền Nitrua nhôm
Nếu bạn cần chất nền nhôm nitride, bạn có thể tham khảo các thông số chính sau.
Độ dày nền tiêu chuẩn thường nằm trong khoảng từ 0,25mm đến 2,0mm và diện tích có thể đạt tới 150mm×200mm.
Tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng, bạn có thể chọn các loại vật liệu nền khác nhau có độ dẫn nhiệt từ 170 W/mK đến 230 W/mK.
Độ nhám bề mặt được kiểm soát trong phạm vi Ra 0,3-0,5μm và độ phẳng được kiểm soát trong phạm vi 2% trên một milimét.
Để đảm bảo ứng dụng của bạn được đáp ứng, chúng tôi khuyên bạn nên tập trung vào các thông số kỹ thuật sau:
Dung sai kích thước: Tốt nhất là kiểm soát trong phạm vi ±0,1mm
Độ dày đồng đều: Độ lệch chuẩn không vượt quá 5%
Khả năng tương thích kim loại hóa: Tùy thuộc vào ứng dụng của bạn, bạn có thể chọn từ các tùy chọn kim loại hóa khác nhau như vonfram hoặc molypden
Xử lý bề mặt: Đánh bóng, phun cát và các phương pháp xử lý khác có thể được lựa chọn theo nhu cầu
Lựa chọn thành phần làm mát
Khi chọn cụm làm mát phù hợp, điều quan trọng là phải cân nhắc cả yêu cầu tản nhiệt và không gian lắp đặt có sẵn. Đối với các ứng dụng công suất cao, chúng tôi khuyên dùng các sản phẩm có độ dẫn nhiệt lớn hơn 200 W/mK. Ngoài ra, nếu ứng dụng của bạn yêu cầu hiệu suất tản nhiệt cao hơn, bạn có thể cải thiện hiệu quả hơn nữa bằng cách sử dụng keo tản nhiệt hoặc miếng tản nhiệt.
Gợi ý giải pháp tùy chỉnh
Chúng tôi khuyên bạn nên chọn giải pháp tùy chỉnh dựa trên kịch bản ứng dụng của bạn. Những điểm chính bạn cần chú ý là:
- Làm rõ phạm vi nhiệt độ môi trường làm việc
- Làm rõ yêu cầu về mật độ công suất tối đa
- Làm rõ các hạn chế về không gian lắp đặt
- Làm rõ các yêu cầu tích hợp hệ thống làm mát
Nếu bạn cần trợ giúp, vui lòng cung cấp cho chúng tôi các thông số ứng dụng chi tiết và chúng tôi có thể tùy chỉnh giải pháp tối ưu nhất cho bạn, bao gồm lựa chọn vật liệu, thiết kế kết cấu và xử lý bề mặt, v.v. Liên hệ với chúng tôi ngay.
Hiệu quả về chi phí
Chi phí của sản phẩm gốm nhôm nitrua chủ yếu bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:
Cấp vật liệu: Độ dẫn nhiệt càng cao thì chi phí càng cao.
Độ chính xác khi xử lý: Yêu cầu về độ chính xác càng cao thì chi phí xử lý càng cao.
Kích thước lô hàng: Nếu bạn sản xuất với số lượng lớn, bạn có thể giảm đáng kể chi phí đơn vị.
Để giúp bạn đạt được tỷ lệ chi phí-lợi ích tốt nhất, chúng tôi khuyên bạn nên:
Ứng dụng công suất thấp，Bạn nên chọn sản phẩm tiêu chuẩn 170 W/mK, có thể đáp ứng nhu cầu cơ bản của bạn đồng thời kiểm soát chi phí.
Ứng dụng công suất trung bình，Bạn nên chọn sản phẩm có công suất 200 W/mK, cân bằng giữa hiệu suất và chi phí.
Ứng dụng công suất cao，Khuyến nghị bạn nên chọn sản phẩm loại 230 W/mK. Mặc dù chi phí ban đầu cao hơn nhưng có thể cung cấp hiệu suất tản nhiệt tốt nhất và kéo dài tuổi thọ của thiết bị, giúp giảm hiệu quả tổng chi phí vận hành của bạn.
Phần kết luận
Gốm nhôm nitride là vật liệu lý tưởng cho nhiều ngành công nghiệp. Cảm ơn bạn đã đọc và hy vọng nó có thể giúp ích cho bạn.
tìm hiểu thêm.
Câu hỏi thường gặp.
1. Công thức hóa học của Nhôm Nitride (AlN) là gì?
Công thức hóa học của nhôm nitrua là AlN, bao gồm các nguyên tử nhôm (Al) và các nguyên tử nitơ (N) theo tỷ lệ thành phần hóa học là 1:1. Trong cấu trúc của nó, nhôm và nitơ tạo thành liên kết cộng hóa trị và là hợp chất tinh thể ổn định có cấu trúc wurtzite.
2. Độ dẫn nhiệt của gốm nhôm nitride là bao nhiêu?
Gốm nhôm nitride có độ dẫn nhiệt tuyệt vời ở nhiệt độ phòng, khoảng 170-321 W/(m·K), và độ dẫn nhiệt tối đa theo lý thuyết là 321 W/(m·K). AlN đa tinh thể mà bạn thấy trên thị trường thường có thể đạt giá trị trên 170 W/(m·K), cao hơn nhôm oxit hơn năm lần.
3. Sự khác biệt về hiệu suất giữa Nhôm Nitrua và Nhôm Oxit (Al₂O₃) là gì?
Nhôm nitride có hiệu suất vượt trội hơn nhôm oxit ở một số khía cạnh hiệu suất quan trọng.
- Độ dẫn nhiệt của nhôm nitrua (>170 W/m·K) gấp năm lần so với nhôm oxit (20-30 W/m·K).
- Nhôm nitride chịu sốc nhiệt tốt hơn nhôm oxit và hệ số giãn nở nhiệt của nó phù hợp hơn với silicon.
- Đối với những ứng dụng không yêu cầu độ dẫn nhiệt cao, nhôm oxit có thể giúp tiết kiệm chi phí đáng kể.
4. Điểm nóng chảy của gốm nhôm nitrua là bao nhiêu?
Điểm nóng chảy của nhôm nitrua trong khí trơ là khoảng 2200°C. Tuy nhiên, bạn cần lưu ý rằng trong môi trường chân không, nhôm nitrua sẽ bắt đầu phân hủy ở 1800°C.
Trong không khí, bề mặt nhôm nitrua sẽ bắt đầu bị oxy hóa ở nhiệt độ 700°C, tạo thành một lớp bảo vệ có thể bảo vệ vật liệu bên trong không bị ổn định trước nhiệt độ 1370°C.
5. Thông số kỹ thuật về độ dày tiêu chuẩn cho lớp nền nhôm nitrua là gì?
Độ dày của lớp nền nhôm nitride tiêu chuẩn nằm trong khoảng từ 0,25-2,0mm. Ngoài ra, các thông số kỹ thuật phổ biến bao gồm 0,25mm, 0,38mm, 0,63mm và 1,0mm, và dung sai kích thước thường được kiểm soát trong phạm vi ±0,1mm.
Bạn có thể tùy chỉnh độ dày theo yêu cầu ứng dụng cụ thể và độ nhám bề mặt được duy trì tốt nhất ở mức Ra 0,3-0,5μm.
6. Hằng số điện môi của gốm nhôm nitride là bao nhiêu?
Hằng số điện môi của gốm nhôm nitrua là 8,5-9,0 ở 1MHz.
7. Hệ số giãn nở nhiệt của Nhôm Nitride phù hợp như thế nào với Silic?
Hệ số giãn nở nhiệt của nhôm nitride (4,5×10⁻⁶/°C) rất gần với silicon (3,5-4×10⁻⁶/°C), giúp giảm thiểu ứng suất nhiệt trong các ứng dụng bán dẫn. Tính tương thích này khiến nhôm nitride trở thành chất nền lý tưởng cho các thiết bị dựa trên silicon, giúp giảm đáng kể nguy cơ nứt trong quá trình tuần hoàn nhiệt.
8. Tính chất cách nhiệt của gốm nhôm nitride tốt như thế nào?
Gốm nhôm nitride có đặc tính cách điện tuyệt vời. Ở nhiệt độ phòng, điện trở suất thể tích của nó vượt quá 10¹⁴ Ω·cm. Ngoài ra, nó duy trì cường độ điện môi cao 15-20 kV/mm, khiến nó trở thành chất cách điện tuyệt vời.
9. Ứng dụng điển hình của vật liệu gốm nhôm nitride là gì?
Chất nền gốm nhôm nitride có thể được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp.
- Trong lĩnh vực điện tử công suất, nó có thể được sử dụng làm chất nền tản nhiệt cho các mô-đun công suất cao và IGBT.
- Trong ngành công nghiệp LED, nó có thể được sử dụng làm vật liệu quản lý nhiệt cho đèn LED có độ sáng cao.
- Trong ngành công nghiệp bán dẫn, chất nền nhôm nitride chủ yếu được sử dụng trong thiết bị xử lý wafer và thiết bị RF/vi sóng.
- Chất nền nhôm nitride cũng đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ và quân sự, và chủ yếu được sử dụng trong nhiều sản phẩm tản nhiệt khác nhau.
10. Nhôm Nitride là hợp chất ion hay cộng hóa trị?
Nhôm nitrua là một hợp chất cộng hóa trị. Đặc điểm của nó là có một liên kết cộng hóa trị mạnh giữa các nguyên tử nhôm và nguyên tử nitơ. Cấu trúc này mang lại cho nhôm nitrua độ dẫn nhiệt cao và độ bền cơ học tuyệt vời. Nhưng bạn cần biết rằng sự khác biệt rõ ràng về độ âm điện giữa các nguyên tử nhôm và nguyên tử nitơ dẫn đến một số đặc điểm phân cực, mặc dù liên kết tổng thể vẫn chủ yếu là liên kết cộng hóa trị.
11. Độ bền cơ học của gốm nhôm nitride là bao nhiêu?
Gốm nhôm nitride thể hiện các tính chất cơ học ấn tượng với độ bền uốn 350-420 MPa và độ bền nén khoảng 3000 MPa. Vật liệu này có độ cứng Vickers là 12 GPa và mô đun Young là 320 GPa. Các tính chất cơ học này đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe, đặc biệt là khi chịu các chu kỳ ứng suất nhiệt và cơ học.
12. Ưu điểm của gốm nhôm nitride trong đóng gói đèn LED là gì?
Ưu điểm chính của nhôm nitride là: độ dẫn nhiệt tuyệt vời có thể tản nhiệt hiệu quả do đèn LED công suất cao tạo ra; khả năng cách điện có thể đảm bảo hoạt động an toàn; hệ số giãn nở nhiệt phù hợp với vật liệu bán dẫn để giảm ứng suất nhiệt.
13. Nhôm Nitride có ưu điểm gì so với Beri Oxide (BeO)?
Tính chất nhiệt của nhôm nitrua tương đương với tính chất của berili oxit và nhôm nitrua hoàn toàn không độc hại. Berili oxit rất độc hại khi được xử lý hoặc xử lý, do đó nhôm nitrua sẽ tiết kiệm chi phí hơn trong các ứng dụng sản xuất quy mô lớn.
14. Có những quy trình xử lý bề mặt nào dành cho gốm nhôm nitrua?
Các quy trình xử lý bề mặt cho gốm nhôm nitrua bao gồm mài chính xác, đánh bóng bằng kim cương và nhiều quy trình gia công kim loại khác.
- Xử lý bề mặt có thể đạt được giá trị độ nhám Ra 0,3-0,5μm
- Kim loại hóa bao gồm các mẫu vonfram, molypden và đồng cho các kết nối điện
- Các quy trình xử lý đặc biệt bao gồm tăng cường khả năng thấm ướt bề mặt, cải thiện độ bám dính của vật liệu giao diện nhiệt, v.v.