Alumiiniumnitriid (AlN)on selle suurepärase soojusjuhtivuse tõttu laialdaselt kasutusel jõuelektroonikas, EV-süsteemides ja tehisintellektis.
Võrreldes enamiku keraamikaga, nagu alumiiniumoksiid (Al2O3), näitab AlN palju paremat soojuse hajumist. See tuleneb peamiselt selle kristallstruktuurist, fononi transpordikäitumisest ja materjali puhtusest.
1. Kristallstruktuur võimaldab tõhusat soojusülekannet
AlN-l on kuusnurkne wurtsiidi kristallstruktuur, millel on tugev kovalentne side alumiiniumi ja lämmastikuaatomite vahel.
Selline korrastatud struktuur võimaldab soojust edastada läbi fonoonide (võre vibratsioonid) väiksema hajumisega.
Võrreldes alumiiniumoksiidiga on AlN-l lihtsam ja stabiilsem võre, mis aitab soojusel tõhusamalt liikuda.
Lisaks on alumiinium ja lämmastik kerged aatomid, mis parandab vibratsiooni konsistentsi ja vähendab energiakadu soojusülekande ajal.
Kõrge -puhtusastmega AlN monokristallid võivad saavutada kuni ~320 W/m·K soojusjuhtivuse.
2. Hapniku lisandid mõjutavad jõudlust tugevalt
Hapniku saastumine on üks peamisi tegureid, mis vähendab AlN soojusjuhtivust.
Töötlemise ajal võib hapnik siseneda kristalli ja tekitada selliseid defekte nagu:
alumiiniumist vabad töökohad
sekundaarsed faasid terade piiridel
Need vead suurendavad fononi hajumist ja vähendavad soojusülekande efektiivsust.
Kvaliteetsed -AlN-pulbrid kontrollivad hapnikusisaldust alla 0,5%, mis on kõrge termilise jõudluse jaoks kriitiline.
Tihendamise parandamiseks kasutatakse paagutamislisandeid, nagu haruldased{0}muldmuldoksiidid, kuid neid tuleb hoolikalt kontrollida, et vältida madala juhtivusega{1}}klaasifaase.
3. Tihedus ja tera piirid on olulised
Isegi kõrge{0}}puhtusastmega pulbrite puhul sõltub lõplik jõudlus paagutamise kvaliteedist.
Peamised tegurid:
Madal poorsus
Õhutaskud blokeerivad soojusvoolu
High-quality AlN requires >99,5% tihedus
Puhtad teravilja piirid
Õhukesed ja ühtlased piirded parandavad soojusülekannet
Terade piiridel olevad lisandid vähendavad juhtivust
Hea mikrostruktuur tagab sujuva soojusvoo kogu keraamilise korpuse ulatuses.
💡 Töötlemise väljakutse ja laserlahendus
AlN on nii kõrge soojusjuhtivusega kui ka väga rabe, mistõttu on seda raske traditsiooniliste tööriistadega töödelda.
Mehaaniline töötlemine põhjustab sageli:
serva hakkimine
mikro-praod
sisemine stressikahjustus
Kuna kuumus levib AlN-i sees kiiresti, põhjustab mehaaniline kontakt kergesti pragunemist.
Lasertöötlus YCLaseri poolt
Nende probleemide lahendamiseksYuchangi laser (YCLASER)pakub täppis-laserlõikamis- ja -kirjutussüsteeme täiustatud keraamikale, nagu AlN.
Toetame:
- proovide testimine
--CAD-põhine töötlemine
--48-tunnine kiire töö
Meie laserlahendusi kasutatakse laialdaselt pooljuhtide, jõuelektroonika ja arenenud keraamikatööstuses.
👉Võtke ühendust YCLASERiga tõhusate ja stabiilsete AlN lasertöötluslahenduste jaoks.
👉 Laserlõikamise video: video - Wuhan Yuchang Laser Technology Co., Ltd.
