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Por qué el AlN es la opción preferida para aplicaciones de sustrato y gestión térmica
El nitruro de aluminio (AlN) es un material cerámico único que combina una alta conductividad térmica con una alta resistividad eléctrica. Sólo unas pocas cerámicas poseen una alta conductividad térmica: El óxido de berilio (BeO) y el nitruro de boro cúbico (c-BN) son prácticamente los únicos ejemplos. Sin embargo, el uso del BeO está restringido debido a su toxicidad, y el c-BN es muy difícil de producir.
La «conductividad térmica» es la capacidad de un material para transportar calor cuando se somete a un gradiente de temperatura. En los dieléctricos como el AlN, el calor se transfiere a través de las vibraciones de la red (también conocidas como «fonones»). Los materiales con estructura simple, enlace covalente y baja masa atómica generalmente poseen una alta conductividad térmica.
La conductividad térmica real de un material se ve afectada por factores que dificultan la propagación de los fonones. La temperatura, las impurezas, el tamaño y la distribución de los poros, el tamaño del grano, la homogeneidad de la composición y la orientación afectan a las vibraciones de la red y, por tanto, a la conductividad térmica.
La conductividad térmica teórica del AlN es de unos 280 Wm-1K-1. La conductividad térmica real depende de las condiciones de procesamiento y de la pureza de la materia prima. La presencia de impurezas de oxígeno en la red es un perjuicio importante; cuando el oxígeno desplaza al nitrógeno en la red, crea vacantes que interrumpen la propagación de los fonones y los dispersan, reduciendo así la conductividad térmica.
Surmet es el único productor de AlN con sede en EE.UU., y tiene experiencia en los procedimientos de procesamiento de polvo necesarios para obtener AlN de alta pureza con excelentes propiedades térmicas.