Ceramica cu nitrură de aluminiu are avantajele unei conductivități termice ridicate, o bună izolație electrică și proprietăți dielectrice în condiții de temperatură ridicată, rezistență ridicată a materialului la temperaturi ridicate, coeficient de expansiune termică scăzut care se potrivește cu materiale din siliciu semiconductor, netoxic etc., AlN Nitrure de aluminiu este un material ideal pentru disiparea căldurii pentru substraturi ceramice și ambalaje electronice. Indicele de performanță principal și esențial al ceramicii cu nitrură de aluminiu este conductivitatea termică ridicată. Deși conductivitatea termică a nitrurii de aluminiu poate ajunge teoretic la 320W / (m · K), conductivitatea termică a produselor reale este cauzată de impurități și defecte ale nitrurii de aluminiu. Rata este mai mică de 200W / (m · K). Principalii factori care afectează conductivitatea termică a ceramicii cu nitrură de aluminiu sunt conținutul de oxigen al rețelei cristaline, densitatea, microstructura și puritatea pulberii. Următoarea este o introducere a câtorva factori majori.
1. Conținutul de oxigen și impuritățile
Pentru ceramica cu nitrură de aluminiu, datorită afinității sale puternice pentru oxigen, impuritățile de oxigen sunt ușor de difuzat în rețeaua AlN în timpul procesului de sinterizare, care este direct legat de o varietate de defecte și este principala sursă de afectare a conductivității termice a nitrurii de aluminiu. . În împrăștierea defectelor fononice, rolul principal este prezența oxigenului și aluminei impurității. Deoarece nitrura de aluminiu este ușor hidrolizată și oxidată, la suprafață se formează o peliculă de oxid de aluminiu, iar oxidul de aluminiu este dizolvat în rețeaua cristalină a nitrurii de aluminiu. Faceți ca rețeaua cristalină de nitrură de aluminiu să pară anarmonică, afectează împrăștierea fononului, astfel încât conductivitatea termică a ceramicii nitrurii de aluminiu să fie redusă brusc.
2. Densitatea
Conform conductivității termice a nitrurii de aluminiu, un număr mare de pori din probele cu densitate redusă va afecta împrăștierea fononilor, va reduce calea liberă medie a acestora și, prin urmare, va reduce conductivitatea termică a ceramicii cu nitrură de aluminiu. În același timp, este posibil ca proprietățile mecanice ale probelor cu densitate redusă să nu îndeplinească cerințele aplicațiilor conexe. Prin urmare, densitatea ridicată este o condiție prealabilă pentru ca ceramica cu nitrură de aluminiu să aibă o conductivitate termică ridicată.
3. Microstructură
Microstructura ceramicii cu nitrură de aluminiu are o corespondență unu-la-unu cu proprietățile sale termodinamice. Microstructura include mărimea granulelor, morfologia și conținutul și distribuția celei de-a doua faze a graniței granulelor. Ceramica cu nitrură de aluminiu propriu-zisă este o policristalină cu mai multe faze, care este compusă în principal din fază cristalină de nitrură de aluminiu, a doua fază de aluminat (faza limită a granulelor) și pori și alte defecte. În plus față de studierea defectelor de rețea ale nitrurii de aluminiu, mulți oameni au studiat, de asemenea, boabele de cristal, morfologia limitelor boabelor, compoziția, natura, conținutul și distribuția fazei limită a boabelor de nitrură de aluminiu și relația lor cu conductivitatea termică. După cercetări aprofundate, se crede în general că distribuția fazei a doua de aluminat are cea mai importantă influență asupra conductivității termice.
