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Por que o AlN é a escolha preferida para aplicações de substrato e gerenciamento térmico

Nitreto de Alumínio (AlN) é um material cerâmico único que combina alta condutividade térmica com alta resistividade elétrica. Apenas algumas poucas cerâmicas possuem alta condutividade térmica: O Óxido de Berílio (BeO) e o Nitreto de Boro Cúbico (c-BN) são praticamente os únicos outros exemplos. Contudo, o uso de BeO é restrito devido à sua toxicidade, e o c-BN é muito difícil de produzir.

“Condutividade térmica” é a capacidade de um material de transportar calor quando submetido a um gradiente de temperatura. Em dielétricos como o AlN, o calor é transferido através de vibrações da malha (também conhecidos como “fontões”). Materiais com estrutura simples, ligação covalente e baixa massa atômica geralmente possuem alta condutividade térmica.

A condutividade térmica real de um material é afetada por fatores que dificultam a propagação do fono. Temperatura, impurezas, tamanho e distribuição dos poros, granulometria, homogeneidade de composição e orientação afetam as vibrações da malha e, portanto, a condutividade térmica.

A condutividade térmica teórica de AlN é de cerca de 280 Wm-1K-1. A condutividade térmica real depende das condições de processamento e da pureza da matéria prima. A presença de impurezas de oxigênio na malha é um grande prejuízo; como o oxigênio desloca o nitrogênio na malha, ele cria vagas que interrompem a propagação dos fones e dispersam os fones, reduzindo assim a condutividade térmica.

Surmet no único produtor americano de AlN, e tem experiência em procedimentos de processamento de pó necessários para produzir AlN de alta pureza com excelentes propriedades térmicas.