Apakah seramik nitrida aluminium?

Aluminium nitrida (AlN) adalah bahan seramik lanjutan berprestasi tinggi yang terkenal kerana kekonduksian terma yang luar biasa, sifat penebat elektrik yang cemerlang, dan kekuatan mekanikal yang unggul. Formula kimianya ialah AlN, terbentuk daripada atom aluminium dan nitrogen yang terikat dalam struktur kristal heksagon.
Berbeza dengan banyak seramik lain, seramik nitrida aluminium menggabungkan kekonduksian terma yang tinggi dengan pemalar dielektrik yang rendah, menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi yang memerlukan penyaluran haba yang cekap dan penebat elektrik.
AlN aluminium nitrida mengatasi seramik tradisional seperti alumina dalam beberapa aplikasi khusus, menjadikannya bahan yang tidak tergantikan dalam industri termasuk semikonduktor, elektronik, aeroangkasa, dan peranti kuasa.

Kelebihan utama nitrida aluminium

Seramik nitrida aluminium menonjol kerana sifat fizikal dan kimia yang unggul, menjadikannya pilihan yang lebih baik berbanding banyak bahan konvensional.

Kelebihan paling ketara AlN terletak pada kekonduksian terma yang tinggi, biasanya antara 170 hingga 200 W/mK, malah lebih tinggi. Ini meletakkannya setaraf dengan logam seperti tembaga, berbeza jauh dengan seramik tradisional seperti alumina. Kekonduksian terma tinggi AlN membolehkan penyebaran haba yang pantas dan cekap daripada komponen elektronik sensitif, mencegah kepanasan berlebihan dan memastikan ketahanan peralatan.

AlN adalah penebat elektrik yang sangat baik, mempamerkan ketahanan dielektrik yang tinggi dan pemalar dielektrik yang rendah. Pemalar dielektrik aluminium nitrida biasanya sekitar 8.8. Kerugian dielektrik yang rendah ini menjadikannya bahan ideal untuk aplikasi frekuensi tinggi di mana integriti isyarat adalah perkara utama.

Garis tengah pengembangan termal (CTE) aluminium nitrida (AlN) sangat mirip dengan garis tengah pengembangan termal silikon (Si). Ciri ini penting untuk pembungkusan semikonduktor kerana ia meminimumkan tegasan dan regangan termal antara cip dan substrat semasa turun naik suhu, sekali gus meningkatkan kebolehpercayaan keseluruhan bungkusan.

Seramik nitrida aluminium mempunyai kekuatan lenturan dan kekerasan yang tinggi, membolehkan ia menahan tegasan mekanikal yang ketara. Ini menjadikannya sesuai untuk pembuatan komponen struktur yang memerlukan kestabilan terma dan mekanikal.

Ia mempamerkan ketahanan luar biasa terhadap kakisan oleh logam cair, pelbagai gas pemprosesan semikonduktor dan pelbagai bahan kimia, memastikan kestabilan dalam persekitaran yang keras.

Berbeza dengan seramik lain yang sangat konduktif secara terma, iaitu oksida berilium (BeO), nitrida aluminium tidak toksik dan lebih selamat untuk dihasilkan serta dikendalikan.

Perkara Perlu Diberi Perhatian

Seramik nitrida aluminium mengalami tindak balas kimia dengan cecair seperti asid anorganik, alkali kuat dan air, menunjukkan kadar larutan yang agak perlahan; oleh itu, ia tidak boleh direndam secara langsung dalam bahan-bahan tersebut. Walau bagaimanapun, nitrida aluminium menunjukkan ketahanan terhadap kebanyakan garam cair, termasuk klorida dan kriolit.

Aplikasi seramik nitrida aluminium

Seramik nitrida aluminium (AlN), kerana sifat kekonduksian terma dan penebat elektrik yang luar biasa, digunakan secara meluas dalam pelbagai industri berteknologi tinggi. Ia banyak digunakan dalam sektor pembungkusan semikonduktor dan elektronik sebagai bahan antara muka terma untuk peranti berkuasa tinggi seperti modul IGBT dan LED, memastikan operasi peranti yang stabil. Dalam elektronik automotif, AlN berfungsi sebagai bahan pengurusan terma kritikal untuk modul kuasa kenderaan elektrik dan sistem pengurusan bateri. Selain itu, AlN memainkan peranan penting dalam peralatan gelombang mikro dan frekuensi radio, peranti perubatan, serta aplikasi aeroangkasa dan pertahanan, menyediakan penyelesaian pengurusan terma dan penebat elektrik berprestasi tinggi.

Gred semasa bahan nitrida aluminium

Di Zhihao, kami menawarkan seramik nitrida aluminium dalam pelbagai gred untuk memenuhi keperluan kejuruteraan yang pelbagai:

Sifat Utama Nitrida Aluminium

Harta AlN-170 (Standard) AlN-200 (Versi Peningkatan) AlN-230 (Super)
Konduktiviti terma(W/m·K) ≥170 ≥200 ≥230
Rintangan isipadu(Ω·cm) 1×10 14 1×10 14 1×10 14
Ketahanan dielektrik(kV/mm) >15 >15 >15
Garis tengah pembesaran terma (CTE)(×10⁻⁶/K) ~4.5 ~4.5 ~4.5
Kekuatan lenturan(MPa) 300–400 350–450 350–450
Suhu operasi maksimum(°C, dalam atmosfera gas inert) satu ribu atau lebih satu ribu atau lebih satu ribu atau lebih
Kandungan oksigen(wt%) 0.5 – 1.0 ≤0.5 ≤0.3
Penentuan kedudukan kos Ekonomi Berprestasi tinggi Prestasi ultra tinggi
Aplikasi tipikal Pembungkusan elektronik kuasa guna umum, substrat penyaluran haba LED Modul semikonduktor berkuasa tinggi, peralatan frekuensi radio/gelombang mikro Modul SiC/GaN berkuasa ultra-tinggi, laser berkuasa tinggi, pengurusan terma gred ketenteraan

Angka di atas mewakili ciri-ciri bahan tipikal dan mungkin berbeza bergantung kepada konfigurasi produk dan proses pembuatan. Untuk maklumat lanjut, sila hubungi kami.

Permukaan nitrida aluminium mudah teroksida, membentuk lapisan aluminium oksida. Ini membantu melindungi bahan tersebut tetapi menjejaskan kekonduksian terma (aluminium oksida mempunyai kekonduksian terma kira-kira 30 W/m·K). Dalam atmosfera pengoksidaan, ini berlaku pada sekitar 700°C. Dalam atmosfera inert, lapisan ini melindungi AlN pada suhu sehingga kira-kira 1350°C. Apabila suhu melebihi ambang ini, pengoksidaan pukal berlaku.

Kes Aplikasi Produk Nitrida Aluminium

Seramik nitrid aluminium menggabungkan konduktiviti terma yang tinggi, penebat elektrik yang cemerlang, kekonstan dielektrik yang rendah, dan pekali pengembangan terma yang hampir dengan silikon, menjadikannya bahan serbaguna yang sesuai untuk pelbagai aplikasi industri. Berikut adalah kes penggunaan paling biasa dan berpengaruh bagi produk nitrid aluminium dalam pelbagai sektor:

  • Substrat nitrida aluminium
  • Substrat pembungkusan elektronik
  • Penyejuk haba dan penyebar haba
  • Komponen peranti semikonduktor
  • Penebat dan pembawa
  • Komponen pengurusan terma
  • Crucible seramik
  • Tiub, rod dan cincin seramik
  • Komponen ketepatan buatan khas
Substrat seramik nitrida aluminium
0032
104
Komponen Substrat Seramik AlN untuk Seramik Besar
u4994962423209566289fm253fmtautoapp138fJPEG-1
0082-1
021 (1)
w01

Pemprosesan nitrida aluminium

Zhi Hao Ceramics membekalkan seramik aluminium nitrida (AlN) yang dicirikan oleh ketulenan tinggi dan kekonduksian terma yang cemerlang, menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi yang memerlukan penyebaran haba unggul dan sifat penebat elektrik. Aluminium nitrida boleh dibentuk melalui pelbagai kaedah, termasuk pemampatan kering, pemampatan isostatik, acuan suntikan, dan tuangan slurry, bergantung pada geometri produk dan spesifikasi prestasi yang diperlukan.

Penyinteran adalah langkah kritikal dalam pengeluaran seramik nitrida aluminium. Pembakaran pada suhu tinggi dalam atmosfera nitrogen memastikan pengapuran bahan sambil mengekalkan sifat terma dan elektriknya. Sama seperti seramik alumina, aluminium nitrida (AlN) mengalami pengecutan kira-kira 20% semasa pembakaran, menjadikan kawalan dimensi yang tepat pada keadaan hijau amat mencabar. Oleh itu, pemesinan tepat selepas pembakaran adalah penting untuk mencapai toleransi yang tepat dan geometri yang kompleks.

Disebabkan kekerasan dan kerapuhan nitrida aluminium yang tinggi, teknik pemesinan khusus seperti pengamplasan berlian, pemprosesan laser atau pemesinan ultrasonik diperlukan. Zhihao Ceramics menggunakan sistem pemesinan seramik CNC canggih untuk menghasilkan komponen tepat, daripada substrat nitrida aluminium hingga pemasangan tersuai yang kompleks.

ZhiHao Ceramics memiliki rangkaian komprehensif peralatan pemprosesan canggih dan kepakaran teknikal yang luas, menyediakan penyelesaian hujung ke hujung—daripada pemilihan bahan dan pengoptimuman reka bentuk hingga pemesinan tepat dan pemasangan—memastikan produk seramik nitrida aluminium berkualiti tinggi dan berprestasi tinggi untuk aplikasi yang paling menuntut.

Pengisaran dan pemesinan CNC

Pemesinan CNC, pembentukan dan penggilingan, dengan toleransi sehingga tahap mikrometer.

Pengisaran dan pengamplasan

Pengamplasan permukaan menghasilkan permukaan yang licin dan kemasan gred optik.

Pemprosesan laser substrat seramik

Pemotongan laser seramik

Pengeboran dan pemotongan laser untuk geometri kompleks.

Perkakasan Sambungan Brazing Logam dan Seramik - 600x600

Pemetalan dan pengelasan

Pemetalan untuk penyolderan seramik ke logam (Mo/Mn, W).

FAQ

Nitrida aluminium (AlN) adalah sebatian seramik (rumusan kimia: AlN) yang dicirikan oleh kekonduksian terma tinggi dan sifat penebat elektrik, digunakan dalam substrat elektronik dan aplikasi pengurusan terma.

Ya—AlN adalah seramik teknikal (bahan anorganik, bukan logam, tahan haba) yang secara meluas dikategorikan sebagai seramik untuk aplikasi elektronik dan termal.

Nitrida aluminium mempamerkan ciri ikatan hibrid: kebanyakannya ikatan kovalen dengan sedikit ikatan ionik—ikatan hibrid ini menyumbang kepada kekonduksian terma yang tinggi dan sifat penebat elektriknya.

Permohonan utama: substrat aluminium nitrida (AlN), penyejuk haba/penyebar haba, peranti semikonduktor, komponen RF, dan sebarang aplikasi yang memerlukan kekonduksian terma tinggi serta penebat elektrik.

Dalam AlN, nitrogen biasanya mempamerkan keadaan pengoksidaan −3 (Al pada +3 dan N pada −3), selaras dengan pandangan struktur formal Al³⁺/N³⁻ bagi sebatian ini.

Untuk pemprosesan mekanikal, sila rujuk bahagian sebelumnya mengenai “Pemesinan dan Pengendalian”. Pengilangan (bagaimana nitrida aluminium dihasilkan) biasanya menggunakan proses nitridasi terkawal atau karbothermik diikuti dengan sintering; pengeluaran memerlukan ketuhar industri dan atmosfera terkawal – sila hubungi pasukan kejuruteraan kami untuk cadangan proses khusus.

021 (1)

Cakera nitrida aluminium

Substrat Seramik Lanjutan

Substrat nitrida aluminium

Komponen seramik berlogam

Perkakasan Sambungan Brazing Logam dan Seramik - 600x600

Perkakasan seramik dan logam yang disolder

Pakar Pembuatan Seramik Lanjutan

Mengapa memilih nitrida aluminium Zhihao Ceramics?

  • Kami mempunyai kepakaran luas dalam pembuatan tepat substrat, komponen dan reka bentuk khusus aluminium nitrida.
  • Pasukan teknikal kami akan membantu anda mengoptimumkan fungsi dan kebolehpembuatan reka bentuk bahagian anda.
  • Kami boleh menyesuaikan bahan dan bentuk untuk memenuhi keperluan aplikasi tertentu.
  • Kami menyediakan perkhidmatan pantas dan berkualiti tinggi kepada pelanggan kami di kawasan pedalaman dan kawasan pelabuhan.

Hubungi hari ini kami

Sedia untuk menghidupkan reka bentuk seramik anda?
Sila hubungi Zhihao Ceramics untuk penyelesaian pemprosesan seramik khusus yang memenuhi piawaian tertinggi bagi aplikasi anda.