Aluminiumnitridkeramik har fördelarna med hög värmeledningsförmåga, god elektrisk isolering och dielektriska egenskaper under hög temperatur, hög materialstyrka vid höga temperaturer, låg termisk expansionskoefficient som matchar halvledarsilikonmaterial, giftfria etc., AlN Aluminium Nitride är ett idealiskt värmeavledningsmaterial för keramiska substrat och elektroniska förpackningar. Kärnan och nyckeltalsindexet för aluminiumnitridkeramik är hög värmeledningsförmåga. Även om den termiska ledningsförmågan hos aluminiumnitrid kan nå 320W / (m ·K) i teorin, orsakas den termiska ledningsförmågan hos faktiska produkter av föroreningar och defekter i aluminiumnitrid. Hastigheten är mindre än 200W/(m·K). De viktigaste faktorerna som påverkar den termiska konduktiviteten hos aluminiumnitridkeramik är syrehalten i kristallgitter, densitet, mikrostruktur och pulverrenhet. Följande är en introduktion till flera viktiga faktorer.
1. Syrehalt och föroreningar
För aluminiumnitridkeramik, på grund av dess starka affinitet för syre, är syreförstöring lätta att sprida in i AlN-gitteret under sintringsprocessen, som är direkt relaterad till en mängd olika defekter och är den främsta källan till att påverka aluminiumnitridens värmeledningsförmåga. I phonon-defektspridningen är huvudrollen närvaron av orenheter syre och aluminiumoxid. Eftersom aluminiumnitrid lätt hydrolyseras och oxideras bildas en aluminiumoxidfilm på ytan och aluminiumoxiden löses upp i aluminiumnitridkristallgitteret. Få aluminiumnitridkristallgitter att verka anharmoniskt, påverka phononspridningen, så att den termiska ledningsförmågan hos aluminiumnitridkeramik reduceras kraftigt.
2. Densitet
Enligt aluminiumnitridens värmeledningsförmåga kommer ett stort antal porer i lågdensitetsprover att påverka spridningen av fononer, minska deras genomsnittliga fria väg och därmed minska den termiska ledningsförmågan hos aluminiumnitridkeramik. Samtidigt kanske de mekaniska egenskaperna hos prover med låg densitet inte uppfyller kraven för relaterade tillämpningar. Därför är hög densitet en förutsättning för att aluminiumnitridkeramik ska ha hög värmeledningsförmåga.
3. Mikrostruktur
Mikrostrukturen av aluminiumnitridkeramik har en en-till-en-korrespondens med dess termodynamiska egenskaper. Mikrostrukturen omfattar kornstorlek, morfologi och innehållet och fördelningen av korngränsens andra fas. Den faktiska aluminiumnitridkeramiken är ett flerfaspolykristallin, som huvudsakligen består av aluminiumnitridkristallfas, aluminium andra fasen (korngränsfas) och porer och andra defekter. Förutom att studera gitterdefekterna i aluminiumnitrid har många också studerat kristallkornen, korngränsmorfologi, komposition, natur, innehåll och fördelning av korngränsfasen av aluminiumnitrid och deras förhållande till värmeledningsförmåga. Efter omfattande forskning tror man generellt att fördelningen av den aluminate andra fasen har det viktigaste inflytandet på värmeledningsförmågan.
