Polish 
English 
Korean 
Japanese 
German 
Arabic 
Spanish 
French 
Italian 
Dutch 
Czech 
Portuguese Ceramika z azotku glinu （AIN）
Ceramika z azotku glinu: Właściwości, zastosowania i wysoka przewodność cieplna
Czym jest ceramika z azotku glinu?
Ceramika z azotku glinu (AlN) to syntetyczny związek powstały w wyniku zastosowania wysokiego ciśnienia w piecu próżniowym i spiekania w atmosferze azotu. Jest on powszechnie produkowany w postaci płyt i elementów konstrukcyjnych. Składająca się głównie z wiązań kowalencyjnych w heksagonalnej strukturze wurtzite, ceramika z azotku glinu jest nietoksyczna i bezpieczna dla środowiska.
Ceramika AlN wykazuje wyższą wytrzymałość na zginanie w porównaniu z ceramiką funkcjonalną, taką jak ceramika dielektryczna i ceramika tytanianu baru. Ich wytrzymałość jest jednak nieco niższa niż ceramiki strukturalnej, takiej jak ceramika z tlenku cyrkonu i azotku krzemu. Warto zauważyć, że ceramika z azotku glinu ma współczynnik rozszerzalności cieplnej zbliżony do krzemu i azotku galu, dzięki czemu jest wysoce kompatybilna i nadaje się do integracji z różnymi systemami. Wykazują one doskonałą stabilność termiczną do 800°C, ale zaczynają się utleniać w temperaturach powyżej tego progu.
AlN ceramics maintain high strength at room temperature and show very little loss of performance even as the temperature rises. For example, hot-pressed AlN can still hold a strength of around 500 MPa when heated to 1500°C. Due to its high thermal conductivity combined with a low thermal expansion rate, AlN handles rapid temperature changes exceptionally well and is particularly suited for use in heat exchangers, including those found in gas turbines.
Wysoka przewodność cieplna ceramiki z azotku glinu
Wysoka przewodność cieplna ceramiki z azotku glinu przypisywana jest unikalnemu mechanizmowi przewodzenia ciepła opartemu na fononach. Podczas gdy pojedyncze kryształy mogą osiągać wartości przewodności cieplnej nawet do 319 W/m-K, przewodność cieplna spiekanej ceramiki z azotku glinu wynosi od 70 do 270 W/m-K. Podłoża ceramiczne z azotku glinu zazwyczaj wykazują przewodność cieplną w zakresie od 170 do 190 W/m-K.
Podczas spiekania w wysokiej temperaturze mogą powstawać defekty sieci i tlenu, które wpływają na wydajność cieplną. Aby osiągnąć wyższą przewodność cieplną, kluczowe jest zminimalizowanie stężenia tlenu podczas procesu spiekania. Badania wskazują, że utrzymanie stężenia tlenu poniżej 0,75% na poziomie atomowym zmniejsza defekty sieci, co skutkuje gęstszymi materiałami o zwiększonej przewodności cieplnej.
Compared to traditional alumina substrates, which have a thermal conductivity of only 17–25 W/(m·K), aluminum nitride offers a significantly higher thermal conductivity, roughly five to ten times greater. Although beryllium oxide (BeO) offers thermal conductivity comparable to that of AlN, its toxicity is a major concern: inhalation of BeO dust can cause acute pneumonia or chronic beryllium lung disease.Although beryllium oxide (BeO) offers thermal conductivity comparable to that of AlN, its toxicity is a major concern: inhalation of BeO dust can cause acute pneumonia or chronic beryllium lung disease.
Właściwości Ceramika z azotkiem glinu （AlN）
Właściwości fizyczne
| Właściwości | Jednostka | Wartość |
| Gęstość spieku | g/cm³ | 3.33 |
| Kolor | szary | |
| Absorpcja wody | % | 0 |
| Struktura krystaliczna | Sześciokątny | |
| pH | 6.3 | |
| Twardość (@20℃) | Mohs | 7 |
| Twardość (@20℃) | Hv | 1100 - 1200 |
| Temperatura topnienia | ℃ | 2200 |
Właściwości mechaniczne
| Właściwości | Jednostka | Wartość |
| Współczynnik Poissons | 0.21 | |
| Wytrzymałość na zginanie | MPa | 380 - 480 |
| Moduł sprężystości （@20℃） | GPa | 310 |
| Moduł ścinania | GPa | 128 |
Właściwości termiczne
| właściwości | Jednostka | Wartość |
| Przewodność cieplna （@20 ℃） | W/m-K | 175 |
| Współczynnik CTE, liniowy (20-400°C) | 1/°C | 4.6 x 10-⁶ |
| Współczynnik CTE, liniowy (20-1000°C) | 1/°C | 5.6 x 10-⁶ |
| Maksymalna temperatura użytkowania | ℃ | 800 |
| Pojemność cieplna właściwa | J/g-°C | 0.738 |
Właściwości elektryczne
| właściwości | Jednostka | Wartość |
| Wskaźnik strat dielektrycznych | 0.0004（1e+6 Hz） | |
| Wytrzymałość dielektryczna （@Th 1,50 mm） | kV/mm | >= 13.3 |
| Rezystywność objętościowa | Ω-cm | 1.00 x 10¹³ |
| Podział dielektryczny | kV/mm | 16 |
| Stała dielektryczna (@ 20 ℃) | MHz | 9 |
| Band Gap | Ω-cm | 6.2 |
*Wartości przedstawiają typowe właściwości materiału i mogą się różnić w zależności od konfiguracji produktu i procesu produkcyjnego,
Aby uzyskać więcej informacji, prosimy o kontakt skontaktuj się z nami.
Zastosowania ceramiki z azotku glinu
1. Ceramika z azotku glinu (AlN) jest szeroko stosowana w wielkoskalowych układach scalonych, modułach półprzewodnikowych i urządzeniach dużej mocy, takich jak obwody modułów mocy, prostowniki sterowane krzemem, tranzystory dużej mocy, lasery półprzewodnikowe, układy scalone dużej mocy, przekaźniki półprzewodnikowe i zasilacze impulsowe.
Godnym uwagi przykładem są ceramiczne podłoża z azotku glinu, które mogą zastąpić ceramiczne podłoża z tlenku glinu, znacznie zwiększając wydajność i żywotność diod LED dużej mocy. Badania pokazują, że substytucja ta może wydłużyć żywotność diod LED o 6000 do 7000 godzin.
2. Containers and crucibles for the melting of metals and alloys.
3. Optical sensors.
Firma ceramiczna z azotkiem glinu
YI XING WEIERT CERAMICS TECHNOLOGY CO., LTD. is a professional manufacturer specializing in CNC machining of AlN ceramic components. If you are looking to purchase AlN crucibles or custom AlN ceramic components, please feel freeto contact us. Our experts are always ready to assist you.
