La ceràmica de nitrur d'alumini té els avantatges d'una alta conductivitat tèrmica, un bon aïllament elèctric i propietats dielèctriques en entorns d'alta temperatura, alta resistència del material a altes temperatures, baix coeficient d'expansió tèrmica que coincideix amb materials de silici semiconductor, no tòxic, etc. un material de dissipació de calor ideal per a substrats ceràmics i envasos electrònics. L’índex de rendiment bàsic i clau de la ceràmica de nitrur d’alumini és l’alta conductivitat tèrmica. Tot i que la conductivitat tèrmica del nitrur d'alumini pot arribar als 320W / (m · K) en teoria, la conductivitat tèrmica dels productes reals és causada per impureses i defectes del nitrur d'alumini. La velocitat és inferior a 200 W / (m · K). Els principals factors que afecten la conductivitat tèrmica de la ceràmica de nitrur d’alumini són el contingut d’oxigen de la xarxa cristal·lina, la densitat, la microestructura i la puresa de la pols. A continuació es presenta una introducció a diversos factors importants.
1. Contingut d’oxigen i impureses
Per a la ceràmica de nitrur d'alumini, a causa de la seva forta afinitat per l'oxigen, les impureses d'oxigen són fàcils de difondre a la xarxa AlN durant el procés de sinterització, que està directament relacionat amb una varietat de defectes i que és la principal font que afecta la conductivitat tèrmica del nitrur d'alumini. . En la dispersió de defectes de fonons, el paper principal és la presència d'oxigen i alumina impureses. Com que el nitrur d’alumini s’hidrolitza i s’oxida fàcilment, es forma una pel·lícula d’òxid d’alumini a la superfície i l’òxid d’alumini es dissol a la xarxa cristal·lina del nitrur d’alumini. Feu que la xarxa cristal·lina de nitrur d’alumini sembli anharmònica i afecti la dispersió del fonó, de manera que la conductivitat tèrmica de la ceràmica de nitrur d’alumini es redueix bruscament.
2. Densitat
Segons la conductivitat tèrmica del nitrur d’alumini, un gran nombre de porus en mostres de baixa densitat afectaran la dispersió dels fonons, reduiran la seva trajectòria lliure mitjana i, per tant, reduiran la conductivitat tèrmica de la ceràmica de nitrur d’alumini. Al mateix temps, és possible que les propietats mecàniques de les mostres de baixa densitat no compleixin els requisits de les aplicacions relacionades. Per tant, l’alta densitat és un requisit previ perquè la ceràmica de nitrur d’alumini tingui una alta conductivitat tèrmica.
3. Microestructura
La microestructura de la ceràmica de nitrur d’alumini té una correspondència individual amb les seves propietats termodinàmiques. La microestructura inclou la mida del gra, la morfologia i el contingut i distribució de la segona fase del límit del gra. La ceràmica de nitrur d’alumini real és un policristal·lí multifase, que es compon principalment de fase cristal·lina de nitrur d’alumini, segona fase d’aluminat (fase límit del gra) i porus i altres defectes. A més d’estudiar els defectes reticulars del nitrur d’alumini, moltes persones també han estudiat els grans de cristall, la morfologia del límit del gra, la composició, la naturalesa, el contingut i la distribució de la fase límit del gra del nitrur d’alumini i la seva relació amb la conductivitat tèrmica. Després d'una àmplia investigació, es creu generalment que la distribució de la segona fase d'aluminat té la influència més important sobre la conductivitat tèrmica.
