广州耐温氮化铝销售公司

氮化铝(AlN)是一种六方纤锌矿结构的共价键化合物，晶格参数为a=3.114，c=4.986。纯氮化铝呈蓝白色，通常为灰色或灰白色，是典型的III-Ⅴ族宽禁带半导体材料。氮化铝(AlN)具有度、高体积电阻率、高绝缘耐压、热膨胀系数、与硅匹配好等特性，不但用作结构陶瓷的烧结助剂或增强相，尤其是在近年来大火的陶瓷电子基板和封装材料领域，其性能远超氧化铝。与其它几种陶瓷材料相比较，氮化铝陶瓷综合性能优良，非常适用于半导体基片和结构封装材料，在电子工业中的应用潜力非常巨大。理论上AlN热导率可达320W·m-1·K-1，但由于AlN中的杂质和缺陷造成实际产品的热导率还不到200W·m-1·K-1。这主要是由于晶体内的结构基元都不可能有完全严格的均匀分布，总是存在稀疏稠密的不同区域，所以载流声子在传播过程中，总会受到干扰和散射。高温自蔓延法和低温碳热还原合成工艺是很有发展前景的氮化铝粉末合成方法。广州耐温氮化铝销售公司

氮化铝的热传导机理：热导率，也即导热系数，作为衡量物质导热能力的量度，是导热材料很重要的性质之一。AIN属于共价化合物，其分子内部没有可自由移动的电子，因此热量的传递是以晶格振动这种形式来实现的，这种方式叫“声子传热”。晶体内部温度高的部分能量大，温度低的部分能量小，能量通过声子之间互相作用，从高能量向低能量发生传递，能量的迁移导致热量的传导。可以看到，把晶格内部的原子看成小球，这些小球之间彼此由弹簧（共价键）连接起来，从而每个原子的振动都要牵动周围的原子，使振动以弹性波的形式在晶体中传播。这种晶格振动产生的能量量子，即“声子”，声子相互作用使振动传递，从而使能量迁移，传导热量。温州多孔氮化硼供应商氮化铝的商品化程度并不高，这也是影响氮化铝陶瓷进一步发展的关键因素。

氮化铝陶瓷的运用：氮化铝陶瓷基板：氮化铝陶瓷基板热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐化学腐蚀，电阻率高，介电损耗小，是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。氮化铝陶瓷零件：氮化铝 (AlN) 具有高导热性、高耐磨性和耐腐蚀性，是半导体和医疗行业很理想的材料。典型应用包括：加热器、静电卡盘、基座、夹环、盖板和 MRI 设备。氮化铝陶瓷使用须知：氮化铝陶瓷在700°C的空气中会发生表面氧化，即使在室温下，也检测到5-10nm的表面氧化层。这将有助于保护材料本体，但它也将降低材料表面的导热率。在惰性气氛中，该氧化层可在高达1350°C 的温度下保护材料本体，当在高于此温度时本体将会发生大量氧化。氮化铝陶瓷在高达 980°C 的氢气和二氧化碳气氛中是稳定的。氮化铝陶瓷会与无机酸和强碱、水等液体发生化学反应并缓慢溶解，所有它不能直接浸泡在这类物质中使用。但氮化铝可以抵抗大多数熔盐的侵蚀，包括氯化物和冰晶石。

在氮化铝一系列重要的性质中，很为明显的是高的热导率。关于氮化铝的导热机理，国内外已做了大量的研究，并已形成了较为完善的理论体系。主要机理为：通过点阵或晶格振动，即借助晶格波或热波进行热的传递。量子力学的研究结果告诉我们，晶格波可以作为一种粒子——声子的运动来处理。热波同样具有波粒二象性。载热声子通过结构基元(原子、离子或分子)间进行相互制约、相互协调的振动来实现热的传递。如果晶体为具有完全理想结构的非弹性体，则热可以自由的由晶体的热端不受任何干扰和散射向冷端传递，热导率可以达到很高的数值。其热导率主要由晶体缺陷和声子自身对声子散射控制。氮化铝具有六方纤锌矿晶体结构，具有密度低、强度高、耐热性好、导热系数高、耐腐蚀等优点。

AlN陶瓷基片的烧结工艺：烧结助剂及其添加方式，烧结助剂主要有两方面的作用：一方面形成低熔点物相，实现液相烧结，降低烧结温度，促进坯体致密化；另一方面，高热导率是AlN基板的重要性能，而实际AlN基板中由于存在氧杂质等各种缺陷，热导率低于其理论值，加入烧结助剂可以与氧反应，使晶格完整化，进而提高热导率。常用的烧结助剂主要是以碱土金属和稀土元素的化合物为主，单元烧结助剂烧结能力往往很有限，通常要配合1800℃以上烧结温度、较长烧结时间及较多含量的烧结助剂等条件。烧结过程中如果只采用一种烧结助剂，所需要的烧结温度难以降低，生产成本较高。二元或多元烧结助剂各成分间相互促进，往往会得到更加明显的烧结效果。目前，助烧剂引入的方式一般有2种，一种是直接添加，另一种是以可溶性硝酸盐形式制成前驱体原位生成烧结助剂。后者所生成的烧结助剂组元分布更为均匀，颗粒更为细小，比表面能更大。氮化铝膜很早用化学气相沉积(CVI)制备，其沉积温度高达1000摄氏度以上。广州耐温氮化铝销售公司

根据氮化铝的热传导性能，低致密度的样品存在的大量气孔，会影响声子的散射。广州耐温氮化铝销售公司

氧杂质对热导率的影响：AIN极易发生水解和氧化，使氮化铝表面发生氧化，导致氧固溶入AIN晶格中形成铝空位缺陷，这样就会导致声子散射增加，平均自由程降低，热导率也随之降低。因此，为了提高热导率，加入合适的烧结助剂来除去晶格中的氧杂质是一种有效的办法。氮化铝陶瓷的烧结的关键控制要素：AlN是共价化合物，原子的自扩散系数小，键能强，导致很难烧结致密，其熔点高达3000℃以上，烧结温度更是高达1900℃以上，如此高的烧结温度严重制约了氮化铝在工业上的实际应用。此外，AlN表层的氧杂质是在高温下才开始向其晶格内部扩散的，因此低温烧结还有另外一个作用，即延缓烧结时表层的氧杂质向AlN晶格内部扩散，减少晶格内的氧杂质，因此制备高热导率的AlN陶瓷材料，低温烧结技术的研究势在必行。目前工业上，氮化铝陶瓷的烧结有多种方式，可以根据实际需求，采取不同的烧结方法来获得致密的陶瓷体，无论用什么烧结方式，细化氮化铝原始粉料以及添加适宜的低温烧结助剂能够有效降低氮化铝陶瓷的烧结温度。广州耐温氮化铝销售公司