氮化鋁是氮和鋁的化合物,化學(xué)式為AIN,六方晶系。顏色淡藍(lán)或綠色。莫氏硬度5。理論密度3.26g/cm2。升華分解溫度2450C,導(dǎo)熱系數(shù)高(0.072cal/(cm·C))膨脹系數(shù)6.09×10~/C,抗熱震性能好,能耐2200~20℃的急冷急熱。AIN在800C可能被氧化,因而作耐火材料時需加注意,但在1300C左右具有較好的抗氧化性能。溫度更高,因氧化物保護層開裂破壞,氧化加速。AIN不易被液體銅、鋁、鉛潤濕。它與AI2O2非常相容,在1600C下可形成y一氧氮化鋁(y-AION)。y-AION即Sialon(塞隆),化學(xué)式3AIN·7ALO2。7-AION的機械性質(zhì)與AIN相近,而抗化學(xué)侵蝕性能比AIN更好,可制造AIN基耐火材料。”-AION抗熱震性優(yōu)于ALO3和MgO等氧化物耐火材料而其抗腐蝕性又優(yōu)于SiC和Si,N,等非氧化物耐火材料。AIN容易水解。介電常數(shù)8.5.電阻率2×10"Q-cm,是良好的電絕緣體。作為耐火材料領(lǐng)域的應(yīng)用,可用AIN質(zhì)堆塌拉制四、N族元素單晶,還可用AIN制磚砌筑金屬精煉爐內(nèi)襯,以及用AIN制造金屬熔池用的浸入式熱電偶套管。氮化鋁陶瓷片川于大功率半導(dǎo)體集成電路和大功率的厚模電路。天津絕緣氮化鋁粉體廠家直銷
AlN屬于共價化合物,自擴散系數(shù)小,燒結(jié)致密化非常困難,通常需要使用稀土金屬氧化物和堿土金屬氧化物作為燒結(jié)助劑來促進燒結(jié),但仍需要1800℃以上的燒結(jié)溫度。近幾年,出于減少能耗、降低成本以及實現(xiàn)AlN與金屬漿料的共同燒結(jié)等因素考慮,人們開始注意AlN低溫?zé)Y(jié)技術(shù)的研究。所謂低溫?zé)Y(jié)是個相對概念,指的是將AlN的燒結(jié)溫度降低到1600℃至1700℃之間實現(xiàn)致密度高的燒結(jié)。一般認(rèn)為,AlN表層的氧是在高溫下才開始向其晶格內(nèi)部擴散。因此,低溫?zé)Y(jié)另外一個潛在的有利影響是可以延緩高溫?zé)Y(jié)時表層氧向AlN晶格內(nèi)部擴散,增進后續(xù)熱處理過程中的排氧效果,有利于制備出高熱導(dǎo)率的陶瓷材料。低溫?zé)Y(jié)的關(guān)鍵技術(shù)是選擇有效的燒結(jié)助劑。成都超細(xì)氮化硼氮化鋁可以用作高溫結(jié)構(gòu)件熱交換器材料等。
氮化鋁陶瓷的應(yīng)用:氮化鋁粉末純度高,粒徑小,活性大,是制造高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷基片的主要原料。氮化鋁陶瓷基片,熱導(dǎo)率高,膨脹系數(shù)低,強度高,耐高溫,耐化學(xué)腐蝕,電阻率高,介電損耗小,是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁硬度高,超過傳統(tǒng)氧化鋁,是新型的耐磨陶瓷材料,但由于造價高,只能用于磨損嚴(yán)重的部位.利用AIN陶瓷耐熱耐熔體侵蝕和熱震性,可制作GaAs晶體坩堝、Al蒸發(fā)皿、磁流體發(fā)電裝置及高溫透平機耐蝕部件,利用其光學(xué)性能可作紅外線窗口。氮化鋁薄膜可制成高頻壓電元件、超大規(guī)模集成電路基片等。氮化鋁耐熱、耐熔融金屬的侵蝕,對酸穩(wěn)定,但在堿性溶液中易被侵蝕。AIN新生表面暴露在濕空氣中會反應(yīng)生成極薄的氧化膜。 利用此特性,可用作鋁、銅、銀、鉛等金屬熔煉的坩堝和燒鑄模具材料。AIN陶瓷的金屬化性能較好,可替代有毒性的氧化鈹瓷在電子工業(yè)中較廣應(yīng)用。
氮化鋁的特性:熱導(dǎo)率高(約320W/m·K),接近BeO和SiC,是Al2O3的5倍以上;熱膨脹系數(shù)(4.5×10-6℃)與Si(3.5~4×10-6℃)和GaAs(6×10-6℃)匹配;各種電性能(介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、體電阻率、介電強度)優(yōu)良;機械性能好,抗折強度高于Al2O3和BeO陶瓷,可以常壓燒結(jié);純度高;光傳輸特性好;無毒;可采用流延工藝制作。是一種很有前途的高功率集成電路基片和包裝材料。由于氮化鋁壓電效應(yīng)的特性,氮化鋁晶體的外延性伸展也用於表面聲學(xué)波的探測器。而探測器則會放置於矽晶圓上。只有非常少的地方能可靠地制造這些細(xì)的薄膜。利用氮化鋁陶瓷具有較高的室溫和高溫強度,膨脹系數(shù)小,導(dǎo)熱性好的特性,可以用作高溫結(jié)構(gòu)件熱交換器材料等。利用氮化鋁陶瓷能耐鐵、鋁等金屬和合金的溶蝕性能,可用作Al、Cu、Ag、Pb等金屬熔煉的坩堝和澆鑄模具材料。氮化鋁(AIN)是AI-N二元系中穩(wěn)定的相,它具有共價鍵、六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)。
直接覆銅陶瓷基板是基于氧化鋁陶瓷基板的一種金屬化技術(shù),利用銅的含氧共晶液直接將銅敷接在陶瓷上,在銅與陶瓷之間存在很薄的過渡層。由于AlN陶瓷對銅幾乎沒有浸潤性能,所以在敷接前必須要對其表面進行氧化處理。由于DBC基板的界面靠很薄的一層共晶層粘接,實際生產(chǎn)中很難控制界面層的狀態(tài),導(dǎo)致界面出現(xiàn)空洞。界面孔洞率不易控制,在承受大電流時,界面空洞周圍會產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力,導(dǎo)致陶瓷開裂失效,因此還有必要進行相關(guān)基礎(chǔ)理論研究和工藝條件的優(yōu)化?;钚越饘兮F焊陶瓷基板是利用釬料中含有的少量活性元素,與陶瓷反應(yīng)形成界面反應(yīng)層,實現(xiàn)陶瓷金屬化的一種方法?;钚遭F焊時,通過釬料的潤濕性和界面反應(yīng)可使陶瓷和金屬形成致密的界面,但殘余熱應(yīng)力大是陶瓷金屬化中普遍存在的問題。氮化鋁的價格高居不下,每公斤上千元的價格也在一定程度上限制了它的應(yīng)用。深圳納米氮化鋁品牌
氮化鋁陶瓷基片是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。天津絕緣氮化鋁粉體廠家直銷
氮化鋁的應(yīng)用:應(yīng)用于發(fā)光材料,氮化鋁(AlN)的直接帶隙禁帶很大寬度為6.2eV,相對于間接帶隙半導(dǎo)體有著更高的光電轉(zhuǎn)換效率。AlN作為重要的藍(lán)光和紫外發(fā)光材料,應(yīng)用于紫外/深紫外發(fā)光二極管、紫外激光二極管以及紫外探測器等。此外,AlN可以和III族氮化物如GaN和InN形成連續(xù)的固溶體,其三元或四元合金可以實現(xiàn)其帶隙從可見波段到深紫外波段的連續(xù)可調(diào),使其成為重要的高性能發(fā)光材料。可以說,從性能的角度講,氮化鋁與氮化硅是目前很適合用作電子封裝基片的材料,但他們也有個共同的問題就是價格過高。天津絕緣氮化鋁粉體廠家直銷
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