Surmet Engineering Better Material Solutions

Miért az AlN a szubsztrát és a hőkezelési alkalmazások előnyös választása

Az alumínium-nitrid (AlN) egy egyedülálló kerámia anyag, amely a nagy hővezető képességet nagy elektromos ellenállással kombinálja. Csak kevés kerámia rendelkezik magas hővezető képességgel: A berillium-oxid (BeO) és a köbös bór-nitrid (c-BN) gyakorlatilag az egyetlen további példa. A BeO felhasználása azonban mérgező volta miatt korlátozott, a c-BN-t pedig nagyon nehéz előállítani.

A “hővezető képesség” egy anyag azon képessége, hogy hőmérséklet-gradiens hatására hőt szállít. Az olyan dielektrikumokban, mint az AlN, a hőátvitel a rácsrezgések (más néven “fononok”) révén történik. Az egyszerű szerkezetű, kovalens kötéssel és kis atomtömeggel rendelkező anyagok általában nagy hővezető képességgel rendelkeznek.

Az anyag tényleges hővezető képességét a fononok terjedését akadályozó tényezők befolyásolják. A hőmérséklet, a szennyeződések, a pórusok mérete és eloszlása, a szemcseméret, az összetétel homogenitása és az orientáció mind befolyásolják a rácsrezgéseket, és ezáltal a hővezető képességet.

Az AlN elméleti hővezető képessége körülbelül 280 Wm-1K-1. A tényleges hővezető képesség a feldolgozási körülményektől és a nyersanyag tisztaságától függ. Az oxigén szennyeződések jelenléte a rácsban jelentős hátrányt jelent; mivel az oxigén kiszorítja a nitrogént a rácsból, üres helyeket hoz létre, amelyek megszakítják a fononok terjedését és szórják a fononokat, így csökkentve a hővezető képességet.

A Surmet az egyetlen amerikai székhelyű AlN-gyártó, és szakértelemmel rendelkezik a kiváló termikus tulajdonságokkal rendelkező, nagy tisztaságú AlN előállításához szükséges porfeldolgozási eljárásokban.