Surmet Engineering Better Material Solutions

Proč je AlN preferovanou volbou pro substráty a aplikace tepelného managementu

Nitrid hliníku (AlN) je jedinečný keramický materiál, který kombinuje vysokou tepelnou vodivost s vysokým elektrickým odporem. Vysokou tepelnou vodivostí disponuje pouze několik málo keramických materiálů: Prakticky jedinými dalšími příklady jsou oxid berylia (BeO) a kubický nitrid bóru (c-BN). Použití BeO je však omezeno kvůli jeho toxicitě a výroba c-BN je velmi obtížná.

„Tepelná vodivost“ je schopnost materiálu přenášet teplo při teplotním gradientu. V dielektrikách, jako je AlN, se teplo přenáší prostřednictvím mřížkových vibrací (známých také jako „fonony“). Materiály s jednoduchou strukturou, kovalentní vazbou a nízkou atomovou hmotností mají obecně vysokou tepelnou vodivost.

Skutečná tepelná vodivost materiálu je ovlivněna faktory, které brání šíření fononů. Teplota, nečistoty, velikost a rozložení pórů, velikost zrn, homogenita složení a orientace, to vše ovlivňuje vibrace mřížky, a tedy i tepelnou vodivost.

Teoretická tepelná vodivost AlN je přibližně 280 Wm-1K-1 . Skutečná tepelná vodivost závisí na podmínkách zpracování a čistotě suroviny. Přítomnost kyslíkových nečistot v mřížce je na škodu; jak kyslík vytěsňuje dusík v mřížce, vytváří vakance, které přerušují šíření fononů a rozptylují je, čímž snižují tepelnou vodivost.

Surmet je jediným americkým výrobcem AlN a má zkušenosti s postupy zpracování prášku, které jsou nutné k získání vysoce čistého AlN s vynikajícími tepelnými vlastnostmi.

.