Fördelar och nackdelar med AlN Ceramic
Keramik av aluminiumnitrid(AlN keramik) är en fast förening som består av aluminium och kväve. Den har unika egenskaper som gör den mycket värdefull i olika högteknologiska applikationer, särskilt inom
optoelektronik, halvledare och elektronisk förpackning.
Fördelar med AlN Ceramic
1.Hög värmeledningsförmåga AlN
Bland teknisk keramik uppvisar aluminiumnitridkeramik en av de högsta värmeledningsförmågan, vanligtvis mellan 100 W/(m·K) och 200 W/(m·K). Detta värde är 10 till 15 gånger högre än aluminiumoxid (Al2O3) vid rumstemperatur. På grund av sin överlägsna värmeavledningsförmåga används AlN-keramik i stor utsträckning i halvledarsubstrat och elektroniska förpackningar, vilket säkerställer effektiv värmehantering i mikroelektroniska applikationer.
2.Hög volymresistivitet
Aluminium- och kväveatomerna i AlN-keramen bildar en stark kovalent bindning, vilket resulterar i en stabil kristallstruktur. Denna strukturella stabilitet begränsar den fria rörelsen av elektroner, vilket leder till en hög volymresistivitet, vanligtvis runt 10¹⁴ Ω·cm. Tack vare sin utmärkta elektriska isolering är aluminiumnitridkeramik ett idealiskt material för elektronik och krafttillämpningar, och erbjuder överlägsen dielektrisk prestanda.
Jämfört med andra vanliga isoleringsmaterial som kvarts och traditionell keramik har aluminiumnitridkeramik en betydligt högre dielektrisk genombrottshållfasthet. Detta tillskrivs dess breda bandgap och höga genombrottsfältstyrka, vilket gör det till ett utmärkt material för högspännings- och högfrekventa elektroniska enheter.
4.Låg termisk expansionskoefficient
AlN-keramik har en låg termisk expansionskoefficient på cirka 4,6 × 10⁻⁶/°C, vilket säkerställer utmärkt dimensionsstabilitet. Dessutom matchar dess värmeutvidgningskoefficient nära kiselns, vilket gör den till ett idealiskt val för precisionskontrollerade miljöer, inklusive halvledare, optiska enheter och högtemperaturapplikationer.
Nackdelar med AlN Ceramic
1. Hydrolyskänslighet
En av de största nackdelarna med AlN-keramik är dess tendens att genomgå hydrolys när den utsätts för vatten. Al-N-bindningarna i aluminiumnitrid är relativt svaga och kan angripas av vattenmolekyler, vilket leder till bildning av aluminiumhydroxid och ammoniakgas. Denna reaktion äventyrar stabiliteten hos AlN-keramik i fuktiga miljöer, vilket kan påverka det elektroniska systemets tillförlitlighet.
2. Sprödhet
Trots sina utmärkta termiska och elektriska egenskaper har aluminiumnitridkeramik låg brottseghet, vilket gör den mottaglig för flisning och sprickbildning vid stötar eller mekanisk belastning.
3.Hög kostnad
Den höga kostnaden för aluminiumnitridkeramik är en annan betydande begränsning. Råvarupriset är fortsatt högt, och dess bearbetning är komplex och tidskrävande på grund av materialets höga hårdhet och slitstyrka. Dessa faktorer bidrar till ökade produktionskostnader, vilket begränsar den utbredda användningen av AlN-keramik.
