氮化铝的特点有哪些

发布时间：

2021/09/15 00:00

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无锡海用高性能陶瓷材料项目已开工，项目建成后可年产半导体用高性能陶瓷材料氮化铝基板、氮化硅基板300万片、氮化铝/氮化硅结构件。

尽管氮化铝各方面性能非常，尤其是在电子封装对热导率的要求方面，氮化铝优势巨大。不足的是，较高成本的原料和工艺使得氮化铝陶瓷价格很高，而且氮化铝粉体易水解的特质使其储存运输变得困难。整体来说，结合机械性能和热性能，氮化硅是综合性能的基板散热材料。

在现有可作为基板材料使用的陶瓷材料中，氮化硅陶瓷抗弯强度，耐磨性好，是综合机械性能的陶瓷材料，同时其热膨胀系数最小。而氮化铝陶瓷具有高热导率、好的抗热冲击性、高温下依然拥有良好的力学性能。可以说，从性能的角度讲，氮化铝与氮化硅是目前最适合用作电子封装基片的材料。

由于氮化铝是共价化合物，自扩散系数小、熔点高，导致其难以烧结，直到20世纪50年代，人们才成功制得氮化铝陶瓷，并作为耐火材料应用于纯铁、铝以及铝合金的熔炼。自20世纪70年代以来，随着研究的不断深入，氮化铝的制备工艺日趋成熟，其应用范围也不断扩大。

氮化铝(AlN)具有高强度、高体积电阻率、高绝缘耐压、热膨胀系数、与硅匹配好等特性，除了结构陶瓷，陶瓷电子基板和封装材料是氮化铝陶瓷潜力的应用方向。

氮化铝作为共价键化合物，难以进行固相烧结，通常采用液相烧结机制，即向氮化铝原料粉末中加入能够生成液相的烧结助剂，并通过溶解产生液相，促进烧结。作为一种人工合成的材料，氮化铝陶瓷的制备过程通常是先合成氮化铝粉体，再将得到的粉体烧结制备成陶瓷。由于氮化铝中的铝-氮键（Al-N）具有较高的共价键成分，所以氮化铝的熔点高，自扩散系数小，烧结活性低，因此是一种难烧结的陶瓷材料。

近年来,反应烧结制备氮化硅结合碳化硅制品的研究已获得很大进展，由于碳化硅和氮化硅均具备良好的导热性，致使其在耐火材料及其它行业的应用越来越广泛。氮化硅/碳化硅复合陶瓷材料在实际使用过程中不会发生过量的高温变形，因此在大型炼铁炉、铝电解槽、陶瓷窑具、垃圾焚烧炉等高温领域得到广泛应用。

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