כור היתוך מאלומיניום ניטריד ALN כור היתוך אלומיניום
מצגת מוצר
AlN מסונתז על ידי הפחתה תרמית של אלומינה או על ידי ניטריד ישיר של אלומינה.יש לו צפיפות של 3.26 רשום ומוגן על ידי MarkMonitor-3, למרות שהוא לא נמס, מתפרק מעל 2500 מעלות צלזיוס באטמוספירה.החומר קשור בקוולנטיות ועמיד בפני סינטר ללא עזרה של תוסף יוצר נוזלים.בדרך כלל, תחמוצות כגון Y 2 O 3 או CaO מאפשרות השגת סינטר בטמפרטורות שבין 1600 ל-1900 מעלות צלזיוס.
אלומיניום ניטריד הוא חומר קרמי עם ביצועים מקיפים מצוינים, וניתן לאתר את המחקר שלו מלפני יותר ממאה שנים.הוא מורכב מ-F. Birgeler ו-A. Geuhter שנמצא בשנת 1862, ובשנת 1877 על ידי JW MalletS סונתז אלומיניום ניטריד לראשונה, אך לא היה בו שימוש מעשי במשך יותר מ-100 שנים, כאשר הוא שימש כדשן כימי .
מכיוון שאלומיניום ניטריד היא תרכובת קוולנטית, בעלת מקדם פיזור עצמי קטן ונקודת התכה גבוהה, קשה לסינטר אותה.רק בשנות ה-50 של המאה ה-20 הופקה בהצלחה קרמיקה מאלומיניום ניטריד לראשונה והשתמשה בה כחומר עקשן בהתכה של ברזל טהור, אלומיניום וסגסוגת אלומיניום.מאז שנות ה-70, עם העמקת המחקר, תהליך ההכנה של אלומיניום ניטריד נעשה בוגר יותר ויותר, והיקף היישום שלו הולך ומתרחב.במיוחד מאז הכניסה למאה ה-21, עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית מיקרו-אלקטרוניקה, מכונות אלקטרוניות ורכיבים אלקטרוניים לקראת מזעור, קל משקל, אינטגרציה, ואמינות גבוהה וכיוון פלט הספק גבוה, יותר ויותר התקנים מורכבים של מצע וחומרי אריזה של פיזור חום. קדימה דרישות גבוהות יותר, לקדם עוד את הפיתוח הנמרץ של תעשיית האלומיניום ניטריד.
תכונות עיקריות
AlN עמיד בפני שחיקה של רוב המתכות המותכות, במיוחד אלומיניום, ליתיום ונחושת
הוא עמיד בפני רוב השחיקה של מלח מותך, כולל כלורידים וקריוליט
מוליכות תרמית גבוהה של חומרים קרמיים (לאחר תחמוצת בריליום)
התנגדות נפח גבוהה
חוזק דיאלקטרי גבוה
הוא נשחק על ידי חומצה ואלקלי
בצורת אבקה, הוא עובר הידרוליזה בקלות על ידי מים או לחות לחות
יישום ראשי
1, אפליקציית המכשיר הפיאזואלקטרי
לאלומיניום ניטריד התנגדות גבוהה, מוליכות תרמית גבוהה (פי 8-10 של Al2O3), ומקדם התפשטות נמוך בדומה לסיליקון, שהוא חומר אידיאלי עבור מכשירים אלקטרוניים בטמפרטורה גבוהה והספק גבוה.
2, חומר מצע אריזה אלקטרונית
חומרי המצע הקרמי הנפוצים בשימוש הם תחמוצת בריליום, אלומינה, אלומיניום ניטריד וכו', בהם למצע הקרמי מאלומינה מוליכות תרמית נמוכה, מקדם ההתפשטות התרמית אינו תואם לסיליקון;אמנם תחמוצת בריליום יש תכונות מצוינות, אבל האבקה שלה רעילה מאוד.
בין החומרים הקרמיים הקיימים שיכולים לשמש כחומרי מצע, קרמיקת סיליקון ניטריד היא בעלת חוזק הכיפוף הגבוה ביותר, עמידות בפני שחיקה טובה, הוא החומר הקרמי עם הביצועים המכניים המקיפים הטובים ביותר ומקדם ההתפשטות התרמית הקטן ביותר.קרמיקת אלומיניום ניטריד בעלת מוליכות תרמית גבוהה, עמידות בפני פגיעה תרמית טובה ועדיין בעלת תכונות מכניות טובות בטמפרטורה גבוהה.מבחינת ביצועים, אלומיניום ניטריד וסיליקון ניטריד הם כיום החומרים המתאימים ביותר למצעי אריזה אלקטרוניים, אך יש להם גם בעיה נפוצה היא שהמחיר גבוה מדי.
3, והם מוחלים על החומרים הזוהרים
הרוחב המרבי של פער פס ישיר של אלומיניום ניטריד (AlN) הוא 6.2 eV, שיש לו יעילות המרה פוטו-אלקטרית גבוהה יותר בהשוואה למוליכים למחצה של פער פס עקיף.AlN כחומר חשוב פולט אור כחול ו-UV, הוא מוחל על דיודה פולטת אור UV / עמוק UV, דיודת לייזר UV וגלאי UV.יתר על כן, AlN יכול ליצור פתרונות מוצקים רציפים עם ניטרידים מקבוצה III כגון GaN ו-InN, והסגסוגת הטרינרית או הרבעונית שלו יכולה להתאים באופן רציף את פער הרצועות שלו מרצועות אולטרה סגולות גלויות לעומק, מה שהופך אותו לחומר זוהר חשוב בעל ביצועים גבוהים.
4, אשר מיושמים על חומרי המצע
גבישי AlN הם מצע אידיאלי לחומרים אפיטקסיאליים של GaN, AlGaN כמו גם AlN.בהשוואה למצע ספיר או SiC, ל-AlN יש יותר התאמה תרמית עם GaN, יש לו תאימות כימית גבוהה יותר ופחות מתח בין המצע לשכבה האפיטקסיאלית.לכן, כאשר גביש AlN משמש כמצע אפיטקסיאלי של GaN, הוא יכול להפחית במידה ניכרת את צפיפות הפגם במכשיר, לשפר את ביצועי המכשיר, ויש לו סיכוי יישום טוב בהכנת טמפרטורה גבוהה, תדר גבוה והספק גבוה. מכשירים.
בנוסף, מצע החומר האפיטקסיאלי AlGaN עם גביש AlN כרכיב אלומיניום גבוה (Al) יכול גם להפחית ביעילות את צפיפות הפגם בשכבת האפיטקסיאלית של ניטריד, ולשפר מאוד את הביצועים וחיי השירות של התקן המוליך למחצה ניטריד.גלאי עיוור יומי איכותיים המבוססים על AlGaN יושמו בהצלחה.
5, משמש בקרמיקה וחומרים עקשן
ניתן ליישם ניטריד אלומיניום על סינטרה של קרמיקה מבנית, קרמיקה מאלומיניום ניטריד מוכנה, לא רק תכונות מכניות טובות, חוזק הקיפול גבוה יותר מאשר קרמיקה Al2O3 ו-BeO, קשיות גבוהה, אלא גם עמידות בפני טמפרטורה ועמידות בפני קורוזיה.באמצעות עמידות בחום קרמי AlN ועמידות בפני קורוזיה, ניתן להשתמש בו לייצור חלקים עמידים בפני קורוזיה בטמפרטורה גבוהה כגון כור היתוך וצלחת אידוי אל.בנוסף, קרמיקה AlN טהורה היא גבישים שקופים חסרי צבע, בעלי תכונות אופטיות מצוינות, וניתן להשתמש בהם כחלון אינפרא אדום בטמפרטורה גבוהה וציפוי עמיד בחום עבור קרמיקה שקופה לייצור מכשירים אופטיים אלקטרוניים.
6. מרוכבים
חומר מרוכב של שרף אפוקסי / AlN, כחומר אריזה, דורש מוליכות תרמית טובה ויכולת פיזור חום, ודרישה זו מחמירה יותר ויותר.כחומר פולימרי בעל תכונות כימיות טובות ויציבות מכנית, שרף אפוקסי קל לריפוי, עם קצב התכווצות נמוך, אך המוליכות התרמית אינה גבוהה.על ידי הוספת ננו-חלקיקי AlN בעלי מוליכות תרמית מעולה לשרף האפוקסי, ניתן לשפר ביעילות את המוליכות התרמית והחוזק.
