Nitrid hliníku (AlN)je široce používán ve výkonové elektronice, EV systémech a výpočtech AI díky své vynikající tepelné vodivosti.
Ve srovnání s většinou keramiky, jako je oxid hlinitý (Al₂O3), AlN vykazuje mnohem lepší výkon při odvodu tepla. To pochází hlavně z jeho krystalové struktury, chování fononového transportu a materiálové čistoty.
1. Krystalová struktura umožňuje efektivní přenos tepla
AlN má hexagonální krystalovou strukturu wurtzitu se silnou kovalentní vazbou mezi atomy hliníku a dusíku.
Tato uspořádaná struktura umožňuje přenos tepla přes fonony (chvění mřížky) s menším rozptylem.
Ve srovnání s oxidem hlinitým má AlN jednodušší a stabilnější mřížku, která napomáhá efektivnějšímu pohybu tepla.
Hliník a dusík jsou navíc lehké atomy, což zlepšuje konzistenci vibrací a snižuje ztráty energie při přenosu tepla.
Monokrystaly AlN o vysoké{0}}čistotě mohou dosáhnout tepelné vodivosti až ~320 W/m·K.
2. Kyslíkové nečistoty silně ovlivňují výkon
Kontaminace kyslíkem je jedním z hlavních faktorů, které snižují tepelnou vodivost v AlN.
Během zpracování může kyslík vstoupit do krystalu a vytvořit defekty, jako jsou:
hliníková volná místa
sekundární fáze na hranicích zrn
Tyto defekty zvyšují rozptyl fononů a snižují účinnost přenosu tepla.
Špičkové{0}}prášky AlN kontrolují obsah kyslíku pod 0,5 %, což je rozhodující pro vysoký tepelný výkon.
Slinovací přísady, jako jsou oxidy vzácných{{0} zemin, se používají ke zlepšení zhuštění, ale musí být pečlivě kontrolovány, aby se zabránilo vzniku skleněných fází s nízkou-vodivostí.
3. Na hustotě a hranicích zrn záleží
I u vysoce čistých prášků závisí konečný výkon na kvalitě slinování.
Klíčové faktory:
Nízká pórovitost
Vzduchové kapsy blokují tok tepla
High-quality AlN requires >99,5% hustota
Čisté hranice zrn
Tenké a jednotné hranice zlepšují přenos tepla
Nečistoty na hranicích zrn snižují vodivost
Dobrá mikrostruktura zajišťuje hladký tok tepla po celém keramickém těle.
💡 Výzva zpracování a laserové řešení
AlN je vysoce tepelně vodivý a velmi křehký, což ztěžuje obrábění tradičními nástroji.
Mechanické zpracování často způsobuje:
štípání hrany
mikro-trhliny
poškození vnitřním stresem
Protože se teplo uvnitř AlN rychle šíří, mechanický kontakt snadno vede k prasknutí.
Laserové zpracování od YCLaser
Chcete-li tyto problémy vyřešit,Laser Yuchang (YCLASER)poskytuje přesné laserové řezací a rýhovací systémy pro pokročilou keramiku, jako je AlN.
Podporujeme:
--testování vzorku
--zpracování založené na CAD
-- Rychlé vyřízení 48 hodin
Naše laserová řešení jsou široce používána v polovodičovém průmyslu, výkonové elektronice a pokročilém keramickém průmyslu.
👉Kontaktujte společnost YCLASER pro efektivní a stabilní řešení AlN laserového zpracování.
👉 Video o řezání laserem: Video - Wuhan Yuchang Laser Technology Co., Ltd.
