Nitrid hliníka (AlN)je široko používaný vo výkonovej elektronike, EV systémoch a výpočtovej technike AI vďaka svojej vynikajúcej tepelnej vodivosti.
V porovnaní s väčšinou keramiky, ako je oxid hlinitý (Al₂O3), AlN vykazuje oveľa lepší výkon pri odvádzaní tepla. Vychádza to hlavne z jeho kryštálovej štruktúry, správania pri prenose fonónov a čistoty materiálu.
1. Kryštálová štruktúra umožňuje efektívny prenos tepla
AlN má hexagonálnu kryštálovú štruktúru wurtzitu so silnou kovalentnou väzbou medzi atómami hliníka a dusíka.
Táto usporiadaná štruktúra umožňuje prenos tepla cez fonóny (vibrácie mriežky) s menším rozptylom.
V porovnaní s oxidom hlinitým má AlN jednoduchšiu a stabilnejšiu mriežku, ktorá pomáha efektívnejšiemu pohybu tepla.
Hliník a dusík sú navyše ľahké atómy, čo zlepšuje konzistenciu vibrácií a znižuje straty energie pri prenose tepla.
Monokryštály AlN s vysokou{0}}čistotou môžu dosiahnuť tepelnú vodivosť až ~320 W/m·K.
2. Kyslíkové nečistoty silne ovplyvňujú výkon
Kontaminácia kyslíkom je jedným z hlavných faktorov, ktoré znižujú tepelnú vodivosť v AlN.
Počas spracovania môže kyslík vstúpiť do kryštálu a vytvoriť chyby, ako sú:
hliníkové voľné miesta
sekundárne fázy na hraniciach zŕn
Tieto defekty zvyšujú rozptyl fonónov a znižujú účinnosť prenosu tepla.
Špičkový-prášok AlN reguluje obsah kyslíka pod 0,5 %, čo je rozhodujúce pre vysoký tepelný výkon.
Spekacie prísady, ako napríklad oxidy vzácnych{0} zemín, sa používajú na zlepšenie zahusťovania, ale musia byť starostlivo kontrolované, aby sa predišlo vzniku sklenených fáz s nízkou-vodivosťou.
3. Na hustote a hraniciach zŕn záleží
Dokonca aj pri práškoch s vysokou{0}}čistotou závisí konečný výkon od kvality spekania.
Kľúčové faktory:
Nízka pórovitosť
Vzduchové vrecká blokujú tok tepla
High-quality AlN requires >99,5% hustota
Čisté hranice zŕn
Tenké a rovnomerné hranice zlepšujú prenos tepla
Nečistoty na hraniciach zŕn znižujú vodivosť
Dobrá mikroštruktúra zaisťuje plynulý tok tepla po celom keramickom tele.
💡 Výzva na spracovanie a laserové riešenie
AlN je vysoko tepelne vodivý a veľmi krehký, čo sťažuje obrábanie tradičnými nástrojmi.
Mechanické spracovanie často spôsobuje:
štiepanie hrán
mikro-trhliny
poškodenie vnútorného stresu
Pretože sa teplo vo vnútri AlN rýchlo šíri, mechanický kontakt ľahko vedie k prasknutiu.
Laserové spracovanie od YCLaser
Ak chcete vyriešiť tieto problémy,Laser Yuchang (YCLASER)poskytuje presné laserové rezacie a ryhovacie systémy pre pokročilú keramiku, ako je AlN.
Podporujeme:
--testovanie vzorky
--Spracovanie založené na CAD
-- 48-hodinové rýchle vybavenie
Naše laserové riešenia sú široko používané v polovodičovom priemysle, výkonovej elektronike a pokročilom keramickom priemysle.
👉Kontaktujte spoločnosť YCLASER pre efektívne a stabilné riešenia spracovania AlN laserom.
👉 Video o rezaní laserom: Video - Wuhan Yuchang Laser Technology Co., Ltd.
