เซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์เป็นวัสดุเซรามิกสมรรถนะสูงที่ประกอบด้วยอะลูมิเนียมไนไตรด์ (AlN) เป็นหลัก และผลิตขึ้นโดยการเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง คุณสมบัติเด่นของวัสดุนี้ ได้แก่ การนำความร้อนที่ยอดเยี่ยม (ประมาณ 170–200 W/m·K) คุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม และสัมประสิทธิ์การขยายตัวด้วยความร้อนที่ใกล้เคียงกับชิปซิลิกอน คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้วัสดุนี้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการจัดการความร้อนและการห่อหุ้มในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุเซรามิกอะลูมินาแบบดั้งเดิม เซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์มีประสิทธิภาพทางความร้อน ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานที่เหนือกว่า ด้วยคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรและความแข็งแรงทางกล อะลูมิเนียมไนไตรด์จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอิเล็กทรอนิกส์กำลัง การบรรจุภัณฑ์ LED การสื่อสาร RF อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ และอุปกรณ์พลังงานใหม่ ถือเป็นวัสดุพื้นฐานที่ขาดไม่ได้ในการผลิตอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่และภาคอุตสาหกรรมระดับสูง

อะลูมิเนียมไนไตรด์เซรามิกคืออะไร? - วัสดุเซรามิกขั้นสูง - Zhihao Ceramics

ลักษณะสำคัญของเซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์

ค่าการนำความร้อนของอะลูมิเนียมไนไตรด์อยู่ที่ประมาณ 170–230 วัตต์/(เมตร·เคลวิน) ซึ่งสูงกว่าแผ่นเซรามิกอะลูมินาแบบทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญ (เพียง 18–35 วัตต์/(เมตร·เคลวิน)) ส่งผลให้สามารถระบายความร้อนได้อย่างรวดเร็ว

ค่าความต้านทานไฟฟ้า > 10^13 Ω·cm, เพื่อให้การแยกวงจรที่อุณหภูมิห้องเพื่อป้องกันการลัดวงจร

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนประมาณ 4.5×10⁻⁶/K ซึ่งเข้ากันได้ทางความร้อนกับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ซิลิคอน จึงช่วยลดความเค้นทางความร้อนและความล้มเหลวของอุปกรณ์

รักษาความแข็งแรงที่ยอดเยี่ยมที่อุณหภูมิสูงถึง 1000°C ทนต่อการอ่อนตัวหรือการเปลี่ยนรูป ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานที่มีอุณหภูมิสูง

เฉื่อยทางเคมี มีความเสถียรสูงต่อกรด ด่าง และสารเคมีต่าง ๆ ทนต่อการกัดกร่อน เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ความหนาแน่นของวัสดุอยู่ที่ประมาณ 3.26 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ซึ่งประมาณครึ่งหนึ่งของความหนาแน่นของเหล็กกล้าไร้สนิม ทำให้ลดน้ำหนักของอุปกรณ์ได้ ความแม่นยำของผิวหลังการกลึงสูง และโครงสร้างกะทัดรัด

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค

พารามิเตอร์ ค่าตัวเลข
สูตรเคมี อะลูมิเนียมไนไตรด์
โครงสร้างผลึก ระบบผลึกหกเหลี่ยม (ชนิดซิงค์เบลนด์)
ความหนาแน่น ≈3.26 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
จุดหลอมเหลว 3000 °C
การนำความร้อน ≈170–230 วัตต์/(เมตร·เคลวิน)
ค่าคงตัวสัมพัทธ์ของตัวนำไฟฟ้า ≈8.5
สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน 4.5 × 10⁻⁶ /K
ความต้านทานต่อปริมาตร 10^13 โอห์ม·เซนติเมตร

สาขาการใช้งาน

  • อิเล็กทรอนิกส์และอิเล็กทรอนิกส์กำลัง: ทำหน้าที่เป็นวัสดุรองรับการจัดการความร้อนสำหรับโมดูลกำลัง, IGBTs, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง, และอุปกรณ์ RF ภายในระบบอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าที่มีกำลังสูง
  • ไฟ LED: ทำหน้าที่เป็นวัสดุฐานระบายความร้อนภายในแพ็คเกจ LED โดยสามารถนำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่ยังคงรักษาฉนวนไฟฟ้าไว้ จึงช่วยยืดอายุการใช้งานของโคมไฟ
  • การสื่อสารและ 5G: ในฐานะวัสดุพื้นฐานสำหรับเสาอากาศความถี่สูงและส่วนประกอบ RF ไนไตรด์อะลูมิเนียมแสดงค่าคงตัวไดอิเล็กทริกที่ค่อนข้างสูง (≈8.5) และการสูญเสียสัญญาณต่ำในช่วงความถี่หลายสิบกิกะเฮิรตซ์
  • อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์และอวกาศ: สำหรับหน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ โมดูลอิเล็กทรอนิกส์กำลังสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า ระบบอิเล็กทรอนิกส์ของยานอวกาศ และการใช้งานที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งต้องตอบสนองต่อข้อกำหนดที่เข้มงวดด้านอุณหภูมิและความน่าเชื่อถือ
  • การใช้งานในอุตสาหกรรมและทางทหาร: เช่น เลเซอร์กำลังสูง เรดาร์ทางทหาร และอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ ซึ่งต้องการความเสถียรและความน่าเชื่อถือในอุณหภูมิสูง

การเปรียบเทียบข้อได้เปรียบของผลิตภัณฑ์

  • โลหะ/สแตนเลสสตีล:โลหะแบบดั้งเดิม เช่น ทองแดงและสแตนเลส มีคุณสมบัติในการนำความร้อนสูง แต่เนื่องจากลักษณะการนำไฟฟ้าและความหนาแน่นที่สูง จึงไม่เหมาะสำหรับใช้เป็นฉนวนในชิ้นส่วนที่ช่วยระบายความร้อน อะลูมิเนียมไนไตรด์แสดงค่าการนำความร้อนประมาณ 170–230 W/(m·K) ซึ่งแม้จะต่ำกว่าทองแดง (≈400 W/(m·K)) แต่ก็มีข้อดีคือมีความต้านทานไฟฟ้าสูงและมีความหนาแน่นต่ำ (3.26 g/cm³) ทำให้เป็นวัสดุทางเลือกที่เป็นฉนวนที่เหมาะสมสำหรับการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูง
  • อะลูมินาเซรามิกส์:เซรามิก α-Al₂O₃ ทั่วไปมีความทนทานต่อการสึกหรอและเป็นฉนวน แต่การนำความร้อนของมันมีค่าเพียงประมาณ 20–30 W/(m·K) เท่านั้น ในทางตรงกันข้าม ไนไตรด์อะลูมิเนียมมีการนำความร้อนสูงกว่า 5–10 เท่า ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างมีนัยสำคัญ
  • เซรามิกเซอร์โคเนีย:เซรามิก ZrO₂ แสดงความเหนียวที่ยอดเยี่ยม แต่มีค่าการนำความร้อนต่ำมาก (ประมาณ 2–3 W/(m·K)) และมีความหนาแน่นสูง (≈6.0 g/cm³) ในทางตรงกันข้าม ไนโอเบียมไนไตรด์รวมคุณสมบัติการนำความร้อนที่เหนือกว่าเข้ากับคุณสมบัติเป็นฉนวน ในขณะที่มีความหนาแน่นเพียงครึ่งหนึ่งของเซอร์โคเนีย ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อนและความน่าเชื่อถือในการทำงานของวัสดุ
  • ทำไมต้องเลือกเรา:Zhi Hao Ceramics มีประสบการณ์อันกว้างขวางในการวิจัย พัฒนา และผลิตเซรามิกความแม่นยำสูง โดยรักษากระบวนการผลิตและการควบคุมคุณภาพที่เข้มงวดและเสถียร ผลิตภัณฑ์ของเราได้รับการรับรองคุณภาพ ISO9001 และเรามีแผ่นเซรามิกไนไตรด์อะลูมิเนียมในหลายสเปค ขนาดและการตกแต่งพื้นผิวสามารถปรับแต่งได้ตามความต้องการของลูกค้า ทำให้เราเป็นพันธมิตรที่เชื่อถือได้ของคุณ

ความแตกต่างระหว่างเซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์และเซรามิกโบรอนไนไตรด์

ตารางเปรียบเทียบประสิทธิภาพ

ตัวชี้วัดประสิทธิภาพ เซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์ (AlN) เซรามิกบอรอนไนไตรด์ (BN)
สูตรเคมี อะลูมิเนียมไนไตรด์ บีเอ็น
โครงสร้างผลึก ตารางตาข่ายหกเหลี่ยม ซี-บีเอ็น (ลูกบาศก์), เอช-บีเอ็น (หกเหลี่ยม)
การนำความร้อน 170–200 วัตต์ต่อเมตร·เคลวิน 30–200 วัตต์ต่อเมตร·เคลวิน
คุณสมบัติทางไฟฟ้า คุณสมบัติการเป็นฉนวนที่ยอดเยี่ยม h-BN แสดงสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า ในขณะที่ c-BN แสดงลักษณะของสารกึ่งตัวนำเฉพาะที่
ความแข็งและความแข็งแรง ปานกลาง มีความเหนียวดี c-BN มีความแข็งมาก ในขณะที่ h-BN มีความอ่อนกว่าและง่ายต่อการตัดเฉือน
ความต้านทานต่ออุณหภูมิ เสถียรภาพจำกัดที่อุณหภูมิสูง h-BN แสดงความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงและความต้านทานต่อการออกซิเดชันที่แข็งแกร่ง
ลักษณะทั่วไป แผ่นรองรับเซรามิก, แผ่นเซรามิก ผง, วัสดุจำนวนมาก, เครื่องมือตัด, การเคลือบ
ค่าใช้จ่าย ระดับกลาง แตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับชนิดของผลึก

เซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์ (AlN) และเซรามิกโบรอนไนไตรด์ (BN) เป็นวัสดุอนินทรีย์ที่ไม่ใช่โลหะที่มีประสิทธิภาพสูง ทั้งสองชนิดมีคุณสมบัติและการใช้งานที่แตกต่างกัน อะลูมิเนียมไนไตรด์ มีสูตรทางเคมีคือ AlN มีโครงสร้างผลึกที่เสถียร คุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดคือมีค่าการนำความร้อนสูง (170–200 W/m·K) และคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม นอกจากนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของมันยังใกล้เคียงกับชิปซิลิกอน ด้วยเหตุนี้ จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในโมดูลอิเล็กทรอนิกส์กำลัง แผ่นฐานระบายความร้อน LED และระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์พลังงานใหม่ ทำหน้าที่เป็นวัสดุระบายความร้อนและฉนวนที่สำคัญในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ บอรอนไนไตรด์ถูกจัดประเภทเป็นบอรอนไนไตรด์ชนิดลูกบาศก์ (c-BN) และบอรอนไนไตรด์ชนิดหกเหลี่ยม (h-BN) c-BN มีความแข็งเป็นรองเพียงเพชรเท่านั้น และมีความต้านทานการสึกหรอที่ยอดเยี่ยม ทำให้ถูกนำมาใช้ในเครื่องมือตัดและเคลือบผิวที่ทนต่อการสึกหรออย่างแพร่หลาย h-BN ซึ่งมีโครงสร้างคล้ายกับกราไฟต์ ให้คุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ความลื่นไหลสูง และทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดี ทำให้สามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีการออกซิไดซ์ได้เป็นเวลานาน เหมาะสำหรับน้ำมันหล่อลื่นที่ใช้ในอุณหภูมิสูง ชิ้นส่วนฉนวนความร้อน และวัสดุป้องกันยานอวกาศ ในทางตรงกันข้าม เซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์เป็นที่รู้จักกันดีในด้านความนำความร้อนสูงและคุณสมบัติการเป็นฉนวนที่แข็งแรง ทำให้เหมาะสำหรับการบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และการใช้งานในการระบายความร้อน เซรามิกบอรอนไนไตรด์ เนื่องจากโครงสร้างผลึกของมัน สามารถทำหน้าที่เป็นวัสดุที่ทนต่อการสึกหรอได้อย่างยอดเยี่ยมและเป็นสารหล่อลื่นฉนวนความร้อนสูงได้เช่นกัน ดังนั้น วัสดุทั้งสองจึงมีความสัมพันธ์ที่เสริมกันในอุตสาหกรรมสมัยใหม่: วัสดุแรกเน้นการจัดการความร้อนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ในขณะที่วัสดุหลังใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและในกระบวนการทางกลเป็นหลัก

กระบวนการผลิตและการควบคุมคุณภาพ

Zhihao Ceramics ใช้เทคนิคการเตรียมที่สมบูรณ์ในการผลิตแผ่นเซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์: ผง AlN ความบริสุทธิ์สูงจะถูกผสมอย่างสม่ำเสมอกับสารช่วยการเผาจำนวนเล็กน้อย จากนั้นขึ้นรูปเป็นชิ้นงานสีเขียวด้วยการอัดแบบไอโซสแตติก หลังจากนั้นจะทำการเผาและอัดแบบไอโซสแตติกด้วยความร้อนภายใต้บรรยากาศไนโตรเจนหรือบรรยากาศเฉื่อยเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของชิ้นงานสีเขียว หลังจากการเผาแล้ว ชิ้นงานสีเขียวจะผ่านการกลึงความแม่นยำสูงและการขัดผิว การตรวจสอบขนาดและประสิทธิภาพอย่างครอบคลุมดำเนินการตลอดกระบวนการผลิต รวมถึงการวัดขนาด การทดสอบการนำความร้อน และการทดสอบความต้านทานไฟฟ้า เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้ในทุกชุดการผลิต ระบบการจัดการคุณภาพที่แข็งแกร่งและขั้นตอนการทดสอบของเรา ส่งมอบผลิตภัณฑ์เซรามิกไนไตรด์อะลูมิเนียมคุณภาพสูงพร้อมอัตราความล้มเหลวต่ำให้กับลูกค้าของเรา

บริษัท

บริษัท เซินเจิ้น จื้อห่าว พรีซิชั่น เซรามิกส์ จำกัด เป็นผู้ผลิตเฉพาะทางด้านวัสดุเซรามิกขั้นสูง มุ่งเน้นการวิจัย พัฒนา และผลิตวัสดุอนินทรีย์ที่ไม่ใช่โลหะประสิทธิภาพสูง บริษัทมีประสบการณ์ด้านการวิจัยและพัฒนาเซรามิกอย่างกว้างขวาง พร้อมระบบการผลิตที่ครบวงจร ตั้งแต่กระบวนการขึ้นรูปเซรามิกแบบแม่นยำ การเผาผนึก ไปจนถึงการกลึงเซาะร่องอย่างละเอียด เราถือครองสิทธิบัตรการประดิษฐ์หลายรายการสำหรับวัสดุเซรามิกและได้รับการรับรองระบบการจัดการคุณภาพรวมถึง ISO9001 ผลิตภัณฑ์ของเราได้รับการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในภาคอิเล็กทรอนิกส์, เซมิคอนดักเตอร์, อวกาศ, และพลังงาน Zhihao Ceramics มุ่งมั่นที่จะให้บริการโซลูชั่นเซรามิกที่เชื่อถือได้ สร้างความไว้วางใจในตลาดผ่านผลิตภัณฑ์และบริการที่ยอดเยี่ยม

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

อะลูมิเนียมไนไตรด์เป็นวัสดุเซรามิกอนินทรีย์ที่ไม่มีโลหะ (เซรามิกขั้นสูง) โดยมีสูตรเคมีคือ AlN มีโครงสร้างผลึกแบบเฮกซะโกนัลชนิดสฟาเลอไรต์ และเป็นสารกึ่งตัวนำที่มีช่องว่างพลังงานกว้างซึ่งเกิดจากการเชื่อมต่อแบบโคเวเลนต์

สูตรเคมีของอะลูมิเนียมไนไตรด์คือ AlN

โครงสร้างผลึกของอะลูมิเนียมไนไตรด์เป็นแบบเฮกซะโกนัลซิงค์เบลนด์ โดยผลึกมีความแข็งและเปราะ

ค่าการนำความร้อนของอะลูมิเนียมไนไตรด์อยู่ที่ประมาณ 170–230 วัตต์ต่อเมตรเคลวิน (W/(m·K)) ซึ่งสูงกว่าเซรามิกอะลูมินาทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญ

ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์ของอะลูมิเนียมไนไตรด์อยู่ที่ประมาณ 8.5 ซึ่งส่งผลให้เกิดการสูญเสียสัญญาณต่ำในการใช้งานที่มีความถี่สูง (ความถี่วิทยุ)

อะลูมิเนียมไนไตรด์ไม่เป็นสื่อนำไฟฟ้า; เป็นฉนวนไฟฟ้าที่มีความต้านทานไฟฟ้าเกิน 10^13 โอห์ม-เซนติเมตร ที่อุณหภูมิห้อง

อะลูมิเนียมไนไตรด์จะเกิดการไฮโดรไลซิสเมื่อสัมผัสกับน้ำ ส่งผลให้เกิดอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และแอมโมเนีย ดังนั้นจึงต้องเก็บไว้ในภาชนะที่ปิดสนิทหรือเก็บให้แห้งในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงเพื่อรักษาประสิทธิภาพที่คงที่

อะลูมิเนียมไนไตรด์ถูกนำมาใช้เป็นหลักในวงจรและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการการระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพสูง เช่น แผ่นกระจายความร้อนของโมดูลกำลัง แผ่นฐานบรรจุ LED แผ่นรองรับตัวนำสารกึ่งตัวนำ แผ่นฐานเสาอากาศ RF และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง

อะลูมิเนียมไนไตรด์ไม่ใช่เกลือในความหมายทางเคมี; มันเป็นวัสดุเซรามิกที่มีพันธะโควาเลนต์ซึ่งไม่มีไอออนโลหะและไม่ได้อยู่ในประเภทของเกลือทั่วไป

โดยทั่วไปแล้ว “เซรามิก” หมายถึงผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการเผาจากวัสดุอนินทรีย์ที่ไม่ใช่โลหะ ในขณะที่ “พอร์ซเลน” มักหมายถึงภาชนะใช้สอยที่ทำจากวัสดุเช่นดินขาวผ่านการเผาที่อุณหภูมิสูง ซึ่งถือเป็นเซรามิกประเภทหนึ่ง อะลูมิเนียมไนไตรด์ ซึ่งเป็นวัสดุเซรามิกเทคโนโลยีขั้นสูง มีความแตกต่างอย่างมากจากพอร์ซเลนที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ทั่วไปทั้งในด้านองค์ประกอบและการใช้งาน

ติดตามข้อมูลล่าสุด.

ติดตามเราเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเซรามิกขั้นสูง

บทความล่าสุด

ให้เราตอบคำถามของคุณ

โทรทันที (86)14775525696

ให้เราเริ่มต้นที่นี่