Aluminiumnitridkeramikk har fordelene med høy varmeledningsevne, god elektrisk isolasjon og dielektriske egenskaper under miljø med høy temperatur, høy materialstyrke ved høye temperaturer, lav termisk ekspansjonskoeffisient som samsvarer med halvledersilisiummaterialer, ikke-giftig, etc., AlN aluminiumnitrid er et ideelt varmespredningsmateriale for keramiske underlag og elektronisk emballasje. Kjernen og nøkkelytelsesindeksen til aluminiumnitridkeramikk er høy varmeledningsevne. Selv om varmeledningsevnen til aluminiumnitrid i teorien kan nå 320W / (m · K), skyldes den faktiske produktets varmeledningsevne av urenheter og defekter i aluminiumnitrid. Hastigheten er mindre enn 200W / (m · K). De viktigste faktorene som påvirker varmeledningsevnen til aluminiumnitridkeramikk er oksygeninnholdet i krystallgitteret, tetthet, mikrostruktur og pulverrenhet. Følgende er en introduksjon til flere viktige faktorer.
1. Oksygeninnhold og urenheter
For aluminiumnitridkeramikk, på grunn av sin sterke affinitet for oksygen, er oksygenforurensninger enkle å diffundere inn i AlN-gitteret under sintringsprosessen, som er direkte relatert til en rekke feil og er den viktigste kilden til å påvirke varmeledningsevnen til aluminiumnitrid . I fononspredningsspredningen er hovedrollen tilstedeværelsen av urenhet oksygen og aluminiumoksyd. Fordi aluminiumnitrid lett hydrolyseres og oksyderes, dannes en aluminiumoksydfilm på overflaten, og aluminiumoksydet oppløses i aluminiumnitridkrystallgitteret. Gjør aluminiumsnitridkrystallgitteret anharmonisk, påvirke fononspredningen, slik at varmeledningsevnen til aluminiumnitridkeramikk reduseres kraftig.
2. Tetthet
I henhold til varmeledningsevnen til aluminiumnitrid vil et stort antall porer i prøver med lav tetthet påvirke spredning av fononer, redusere deres gjennomsnittlige frie bane og derved redusere varmeledningsevnen til aluminiumnitridkeramikk. Samtidig kan det hende at de mekaniske egenskapene til prøver med lav tetthet ikke oppfyller kravene til relaterte applikasjoner. Derfor er høy tetthet en forutsetning for at aluminiumnitridkeramikk skal ha høy varmeledningsevne.
3. Mikrostruktur
Mikrostrukturen av aluminiumnitridkeramikk har en en-til-en korrespondanse med dens termodynamiske egenskaper. Mikrostrukturen inkluderer kornstørrelse, morfologi, og innholdet og fordelingen av den andre fasen av korngrensen. Selve aluminiumnitridkeramikken er en flerfaset polykrystallinsk, som hovedsakelig består av aluminiumnitridkrystallfase, aluminatens andre fase (korngrensefase) og porer og andre mangler. I tillegg til å studere gitterdefektene av aluminiumnitrid, har mange mennesker også studert krystallkornene, korngrensemorfologien, sammensetningen, naturen, innholdet og fordelingen av korngrensefasen til aluminiumnitrid, og deres forhold til varmeledningsevne. Etter omfattende undersøkelser antas det generelt at fordelingen av aluminatets andre fase har den viktigste innflytelsen på varmeledningsevnen.
