Surmet Engineering Better Material Solutions
Perché l’AlN è una scelta preferita per le applicazioni di gestione termica e del substrato
Il nitruro di alluminio (AlN) è un materiale ceramico unico che combina un’alta conduttività termica con un’alta resistività elettrica. Solo poche ceramiche possiedono un’alta conduttività termica: L’ossido di berillio (BeO) e il nitruro di boro cubico (c-BN) sono praticamente gli unici altri esempi. Tuttavia, l’uso del BeO è limitato a causa della sua tossicità, e il c-BN è molto difficile da produrre.
La “conducibilità termica” è la capacità di un materiale di trasportare calore quando è sottoposto a un gradiente di temperatura. Nei dielettrici come l’AlN, il calore è trasferito attraverso le vibrazioni del reticolo (note anche come “fononi”). I materiali con struttura semplice, legame covalente e bassa massa atomica possiedono generalmente un’alta conduttività termica.
La conduttività termica effettiva di un materiale è influenzata da fattori che ostacolano la propagazione dei foni. La temperatura, le impurità, la dimensione e la distribuzione dei pori, la dimensione dei grani, l’omogeneità compositiva e l’orientamento influenzano le vibrazioni del reticolo e quindi la conduttività termica.
La conduttività termica teorica di AlN è di circa 280 Wm-1K-1. La conduttività termica effettiva dipende dalle condizioni di lavorazione e dalla purezza della materia prima. La presenza di impurità di ossigeno nel reticolo è un grande detrimento; quando l’ossigeno sposta l’azoto nel reticolo, crea dei vuoti che interrompono la propagazione dei foni e disperdono i fononi, riducendo così la conduttività termica.
Surmet è l’unico produttore di AlN con sede negli Stati Uniti, e ha esperienza nelle procedure di lavorazione delle polveri necessarie per produrre AlN ad alta purezza con eccellenti proprietà termiche.