Aluminijev nitrid (AlN)naširoko se koristi u energetskoj elektronici, EV sustavima i AI računalstvu zbog svoje izvrsne toplinske vodljivosti.
U usporedbi s većinom keramike kao što je aluminijev oksid (Al₂O₃), AlN pokazuje mnogo bolju disipaciju topline. To uglavnom dolazi od njegove kristalne strukture, ponašanja fononskog transporta i čistoće materijala.
1. Kristalna struktura omogućuje učinkovit prijenos topline
AlN ima heksagonalnu wurtzitnu kristalnu strukturu s jakom kovalentnom vezom između atoma aluminija i dušika.
Ova uređena struktura omogućuje prijenos topline kroz fonone (vibracije rešetke) uz manje raspršenja.
U usporedbi s aluminijevim oksidom, AlN ima jednostavniju i stabilniju rešetku, koja pomaže učinkovitijem prijenosu topline.
Osim toga, aluminij i dušik su laki atomi, što poboljšava postojanost vibracija i smanjuje gubitak energije tijekom prijenosa topline.
Monokristali AlN visoke-čistoće mogu postići toplinsku vodljivost do ~320 W/m·K.
2. Nečistoće kisika snažno utječu na performanse
Kontaminacija kisikom jedan je od glavnih čimbenika koji smanjuju toplinsku vodljivost u AlN.
Tijekom obrade, kisik može ući u kristal i stvoriti nedostatke kao što su:
aluminij slobodnih radnih mjesta
sekundarne faze na granicama zrna
Ovi nedostaci povećavaju raspršenje fonona i smanjuju učinkovitost prijenosa topline.
Vrhunski- prahovi AlN kontroliraju sadržaj kisika ispod 0,5%, što je kritično za visoku toplinsku učinkovitost.
Dodaci za sinteriranje kao što su oksidi rijetkih-zemlja koriste se za poboljšanje zgušnjavanja, ali moraju se pažljivo kontrolirati kako bi se izbjegle staklene faze niske-vodljivosti.
3. Gustoća i granice zrna su bitne
Čak i kod prahova visoke-čistoće, konačna izvedba ovisi o kvaliteti sinteriranja.
Ključni faktori:
Niska poroznost
Zračni džepovi blokiraju protok topline
High-quality AlN requires >99,5% gustoće
Čiste granice zrna
Tanke i ujednačene granice poboljšavaju prijenos topline
Nečistoće na granicama zrna smanjuju vodljivost
Dobra mikrostruktura osigurava nesmetan protok topline kroz cijelo keramičko tijelo.
💡 Izazov obrade i lasersko rješenje
AlN je i visoko toplinski vodljiv i vrlo krt, što otežava obradu tradicionalnim alatima.
Mehanička obrada često uzrokuje:
usitnjavanje ruba
mikro{0}}pukotine
oštećenje unutarnjeg naprezanja
Budući da se toplina brzo širi unutar AlN, mehanički kontakt lako dovodi do pucanja.
Laserska obrada tvrtke YCLaser
Da biste riješili ove probleme,Yuchang laser (YCLASER)pruža precizne sustave laserskog rezanja i piskanja za naprednu keramiku kao što je AlN.
Podržavamo:
--ispitivanje uzorka
--Obrada temeljena na CAD-u
--48-satni brzi obrt
Naša laserska rješenja naširoko se koriste u industriji poluvodiča, energetske elektronike i napredne keramičke industrije.
👉Kontaktirajte YCLASER za učinkovita i stabilna rješenja obrade AlN laserom.
👉 Videozapis laserskog rezanja: Video - Wuhan Yuchang Laser Technology Co., Ltd.
