Características e aplicações da cerâmica de nitreto de alumínio
O nitreto de alumínio (AlN) é um material cerâmico não óxido composto principalmente de nitrogênio e alumínio. É um nitreto sólido de alumínio, apresentando alta condutividade térmica superior a 170W/mK e excelentes propriedades de isolamento elétrico. Normalmente fabricado através de métodos de sinterização de pó ou prensagem a quente.
1、Características deCerâmica de nitreto de alumínio:
A cerâmica de nitreto de alumínio, como um novo material cerâmico com excelente desempenho abrangente, possui inúmeras características excepcionais:
(1) Alta condutividade térmica
Com uma condutividade térmica superior a 170W/mK, comparável ao óxido de berílio (BeO) e ao carboneto de silício (SiC).
(2) Expansão Térmica Semelhante ao Silício
O nitreto de alumínio tem um coeficiente de expansão térmica de 4,510 ^ -6 ℃, semelhante ao coeficiente de expansão térmica do silício (3,5-410 ^ -6 ℃).
(3) Excelente desempenho dielétrico - resistividade de volume, constante dielétrica, perda dielétrica e resistência dielétrica
As propriedades elétricas do nitreto de alumínio incluem constante dielétrica, perda dielétrica, resistividade volumétrica e rigidez dielétrica, tornando-o um excelente material isolante.
(4) Boas propriedades mecânicas
Apresenta maior resistência à flexão em comparação com cerâmicas de alumina (Al2O3) e óxido de berílio (BeO).
(5) Características Transparentes
Com uma estrutura cristalina semelhante à safira, o nitreto de alumínio possui uma transparência decente.
(6) Não tóxico
Ao contrário do óxido de berílio (BeO), o nitreto de alumínio não é tóxico.
2、Aplicações de cerâmica de nitreto de alumínio:
(1) Material de substrato para embalagem eletrônica
Alta resistividade, alta condutividade térmica e baixa constante dielétrica são requisitos fundamentais para substratos de embalagens eletrônicas. As cerâmicas de nitreto de alumínio são consideradas materiais de substrato ideais devido ao seu excelente isolamento, estabilidade química, alta condutividade térmica e boas características de alta frequência.
(2) Materiais Cerâmicos Transparentes
As cerâmicas de nitreto de alumínio puro são cristais transparentes incolores com excelentes propriedades ópticas, adequadas para a fabricação de janelas infravermelhas de alta temperatura e revestimentos resistentes ao calor para equipamentos de dispositivos ópticos eletrônicos, encontrando assim aplicações nas indústrias militares.
(3)Materiais em Indústrias Mecânicas
Com alta dureza e resistência a altas temperaturas, a cerâmica de nitreto de alumínio pode ser usada para ferramentas de corte, rebolos, matrizes de trefilação, materiais de ferramentas e matérias-primas para materiais metalocerâmicos. Eles também apresentam excelente resistência ao desgaste, adequada para peças resistentes ao desgaste.
(4)Materiais resistentes ao calor
Devido às suas características como não molhabilidade com metais como alumínio e cálcio, o nitreto de alumínio pode ser utilizado em cadinhos, tubos de proteção e moldes de fundição. Também pode ser empregado em tubos de proteção de termopares de imersão, pois não adere ao metal fundido, permitindo uso contínuo por mais de 3.000 horas em temperaturas entre 800 a 1.000°C sem corrosão.
Além disso, a substituição do vidro por cadinhos de nitreto de alumínio para a síntese de semicondutores de arsenieto de gálio pode eliminar a contaminação de silício, resultando em arsenieto de gálio de alta pureza.
(5) Materiais de choque térmico e troca de calor
As cerâmicas de nitreto de alumínio são menos afetadas pelas mudanças de temperatura e possuem condutividade térmica relativamente alta e baixos coeficientes de expansão térmica, tornando-as excelentes materiais para aplicações de choque térmico e troca de calor, como em trocadores de calor de turbinas a gás.
Os materiais cerâmicos de nitreto de alumínio têm amplas perspectivas de aplicação e extensos mercados potenciais em vários campos, como eletrônica, energia elétrica, locomotivas, aviação e aeroespacial, indústrias militares e de defesa, telecomunicações e vários setores industriais. Com o contínuo avanço e inovação em tecnologia, a cerâmica de nitreto de alumínio expandirá ainda mais suas aplicações e desenvolvimentos em diversos campos.
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