سرامیک نیترید آلومینیوم دارای مزایای هدایت حرارتی بالا ، عایق الکتریکی خوب و خواص دی الکتریک در محیط دمای بالا ، مقاومت بالا در دمای بالا ، ضریب انبساط حرارتی کم با مواد سیلیکونی نیمه رسانا ، غیر سمی و غیره است ، آلومینیوم نیترید AlN است یک ماده اتلاف حرارتی ایده آل برای بسترهای سرامیکی و بسته بندی الکترونیکی. هسته و شاخص عملکرد کلیدی سرامیک نیترید آلومینیوم رسانایی گرمایی بالایی است. اگرچه از نظر تئوری رسانایی گرمایی نیترید آلومینیوم به 320 وات / متر در متر برسد ، اما رسانایی گرمایی محصولات واقعی در اثر ناخالصی ها و نقص در نیترید آلومینیوم ایجاد می شود. سرعت کمتر از 200W / (متر · K) است. عوامل اصلی موثر بر هدایت حرارتی سرامیک های نیترید آلومینیوم ، محتوای اکسیژن شبکه بلوری ، چگالی ، ریزساختار و خلوص پودر است. در زیر مقدمه ای بر چندین عامل عمده است.
1. محتوای اکسیژن و ناخالصی ها
برای سرامیک های نیترید آلومینیوم ، به دلیل تمایل زیاد آن به اکسیژن ، ناخالصی های اکسیژن به راحتی در شبکه AlN در طول فرآیند پخت پخش می شوند ، که به طور مستقیم با انواع نقص ها ارتباط دارد و منبع اصلی تأثیر بر هدایت گرمایی نیترید آلومینیوم است. . در پراکندگی نقص فونون ، نقش اصلی وجود اکسیژن ناخالصی و آلومینا است. از آنجا که نیترید آلومینیوم به راحتی هیدرولیز و اکسید می شود ، یک لایه اکسید آلومینیوم روی سطح تشکیل می شود و اکسید آلومینیوم در شبکه بلوری نیترید آلومینیوم حل می شود. شبکه کریستال نیترید آلومینیوم را ناهماهنگ نشان دهید ، بر پراکندگی فونون تأثیر بگذارد ، به طوری که رسانایی گرمایی سرامیک نیترید آلومینیوم به شدت کاهش می یابد.
2. تراکم
با توجه به هدایت حرارتی نیترید آلومینیوم ، تعداد زیادی از منافذ در نمونه های با چگالی کم بر پراکندگی فونون ها تأثیر می گذارد ، میانگین مسیر آزاد آنها را کاهش می دهد و در نتیجه هدایت حرارتی سرامیک های نیترید آلومینیوم را کاهش می دهد. در عین حال ، ممکن است خصوصیات مکانیکی نمونه های کم تراکم نیازهای برنامه های کاربردی مربوطه را نداشته باشد. بنابراین ، چگالی بالا پیش شرط سرامیک نیترید آلومینیوم برای داشتن هدایت حرارتی بالا است.
3. ریزساختار
ریزساختار سرامیک های آلومینیوم نیترید با خواص ترمودینامیکی آن مکالمه ای یک به یک دارد. ریزساختار شامل اندازه دانه ، مورفولوژی و محتوا و توزیع فاز دوم مرز دانه است. سرامیک نیترید آلومینیوم واقعی یک پلی کریستالی چند فاز است که عمدتا از فاز بلور نیترید آلومینیوم ، فاز دوم آلومینات (فاز مرز دانه) و منافذ و سایر نقایص تشکیل شده است. علاوه بر مطالعه عیوب شبکه ای نیترید آلومینیوم ، بسیاری از مردم دانه های بلور ، ریخت شناسی مرز دانه ، ترکیب ، ماهیت ، محتوا و توزیع فاز مرز دانه نیترید آلومینیوم و ارتباط آنها با هدایت گرمایی را نیز مطالعه کرده اند. پس از تحقیقات گسترده ، به طور کلی اعتقاد بر این است که توزیع فاز دوم آلومینات مهمترین تأثیر را در رسانایی گرمایی دارد.
