氮化铝陶瓷

氮化铝陶瓷是先进陶瓷材料中的一种,因具有优良的导热性能和电绝缘性能而被广泛应用于电子工业。

 

氮化铝晶体以〔AIN4〕四面体为结构单元共价键化合物,具有纤锌矿型结构,属六方晶系。作为一种耐高温材料,其单晶体导热率几乎是氧化铝的5倍,并且具有良好的耐热冲击性能,可以在1350℃的惰性气氛中使用。

 

氮化铝耐熔融金属的侵蚀,对酸稳定。因其表面暴露在湿空气中会反应生成极薄的氧化膜, 利用此特性,可用作铝、铜、银、铅等金属熔炼的坩埚和烧铸模具材料。AIN陶瓷的金属化性能较好,可替代有毒性的氧化铍瓷在电子工业中广泛应用。

氮化铝的化学式:

 

氮化铝的化学式为AlN,化学组成 AI 65.81%,N 34.19%。其粉体为白色或灰白色,单晶无色透明,常压下的升华分解温度为2450℃。

氮化铝陶瓷导热性:

 

氮化铝聚晶体物料导热率为 70~210 W / (m.k),而单晶体更可高达 275 W / (m.k) 以上,是氧化铝的5倍。

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。

氮化铝的性质:

 

热导率高(>170W/m·K),接近BeO和SiC,是Al2O3的5倍以上;
热膨胀系数与Si和GaAs匹配;
各种电性能(介电常数、介质损耗、体电阻率、介电强度)优良;
机械性能好,抗折强度高于Al2O3和BeO陶瓷,可以常压烧结;
可采用流延工艺制作。是一种很有前途的高功率集成电路基片和包装材料。

散热器和散热片
激光电绝缘体
半导体加工设备的卡盘,夹紧环
电绝缘体
硅片处理
微电子设备和光电设备的基板和绝缘体

电子封装基板

氮化铝的用途:

 

传感器和检测器的芯片载体
小芯片
筒夹
激光热管理组件
熔融金属夹具
微波设备包装

氮化铝产品展示:

 

氮化铝生产厂家

 

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氮化铝陶瓷的使用温度及环境要求


       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。

氮化铝陶瓷的机械性能:

 

氮化铝陶瓷的热学特性:

 

氮化铝陶瓷的电气特性:

 

项目 单位 氮化铝陶瓷 注射成型氮化铝 高导热注射成型氮化铝
颜色 —— 灰色 灰色 灰色
密度 g/cm³ 3.3 3.3 3.3
硬度 GPa 11 11 11
抗压强度 MPa 2100 2100 2100
抗弯强度 MPa 450 410 300
断裂韧性 MPa・m1/2 3.5 2.6 2.4
杨氏模量 GPa 310 310 310
泊松比 —— 0.25 0.25 0.25

 

项目 单位 氮化铝陶瓷 注射成型氮化铝 高导热注射成型氮化铝
最高使用温度 ℃(惰性气体中) 1350 1350 1350
热导率@25℃ W/(m・K) >170 >170 >200
线性热膨胀系数 40 - 400℃,× 10^-6/℃ 4.5 4.6 4.9
比热 J/(kg・K) 720 720 720
抗热震性 ℃(放入水中) 350 350 350
项目 单位 氮化铝陶瓷 注射成型氮化铝 高导热注射成型氮化铝
介电常数 1MHz 8.8 8.5 8.5
抗电强度 kV/mm >15 >15 >15
体积电阻@25℃ Ω・cm >10^14 >10^14 >10^13

 

备注:上述所有表单内参数为氮化铝陶瓷典型的参数值,因批次不同或有差别,敬请知悉。如有问题,敬请联系我们

了解更多:

氮化铝陶瓷参数.pdf

氮化铝陶瓷的特点

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最理想的材料。典型应用包括:加热器、静电卡盘、基座、夹环、盖板和 MRI 设备。

氮化铝陶瓷基板

 AlN 基板可以成为需要严格条件的电子应用的最佳解决方案,例如功率模块(MOSFET、IGBT)、用于冷却和保护电路的 LED 封装和模块。