Conductivitat tèrmica inigualable – Descobreix l'excel·lència del nitrur d'alumini
El nitrur d'alumini (AIN) compta amb moltes propietats desitjables que l'han convertit en objecte d'estudi com a material ceràmic d'enginyeria per a altes temperatures. L'AIN ofereix una resistència a l'oxidació superior, capacitat per a altes temperatures i baixa densitat; totes qualitats que n'han augmentat l'ús com a material ceràmic d'enginyeria.
La conductivitat tèrmica mesura la capacitat d'un objecte de transmetre energia tèrmica. Aquest procés funciona dispersant molècules d'objectes més calents cap a objectes més freds mitjançant col·lisions, amb la transferència de calor que es produeix al llarg dels seus trajectòries.
Conductivitat tèrmica superior
El nitrur d'alumini té quatre vegades la conductivitat tèrmica de l'alumina, cosa que el fa molt adequat per a entorns d'alta temperatura sense degradar-se ni descompondre's. Gràcies a les seves excel·lents propietats d'aïllament elèctric i al seu baix coeficient de dilatació tèrmica, el nitrur d'alumini és un component útil en electrònica de potència, il·luminació LED, dispositius semiconductors, a més de resistir la majoria d'àcids, àlcalis i fins i tot alguns sals fosos.
Les ceràmiques de nitrur d'alumini ofereixen una excel·lent resistència als atacs de plasma de fluor, cosa que les converteix en una opció excel·lent per als components d'equips de processament de semiconductors. A més, la seva resistència a la corrosió i al desgast les fa molt adequades per a entorns exigents.
L'AlN mecanitzable es pot conformar en geometries complexes amb dimensions precises per satisfer les necessitats particulars de cada aplicació, creant geometries complexes amb dissenys intricats i dimensions precises. Un cop formats, aquests components es poden sinteritzar a altes temperatures per assolir la densitat completa i les propietats mecàniques òptimes; això permet avaluar ràpidament el material en iteracions de disseny abans d'invertir en utillatge costós per a la producció en sèrie. Això redueix riscos, el temps de sortida al mercat i els costos per als clients.
Disseny lleuger
El nitrur d'alumini és un material lleuger amb un mòdul normalitzat per densitat de 8,9 MPa que li permet suportar càrregues compressives i tenses elevades tot oferint una estabilitat mecànica excepcional.
La combinació única de resistència a la corrosió i a l'atac dels metalls fosos del nitrur d'alumini el converteix en una excel·lent opció de material per a aplicacions que requereixen dissipació de calor, com ara transistors d'alimentació i encapsulats electrònics.
El nitrur d'alumini no només ofereix propietats de mitigació tèrmica superiors, sinó que també compta amb una resistència elèctrica i unes propietats d'aïllament superiors que el converteixen en una opció popular per a semiconductors de potència així com per a components electrònics com els xucladors electrostàtics.
El rendiment del nitrur d'alumini prové de la seva estructura cristal·lina única. La seva forma hexagonal wurtzita facilita els enllaços covalents entre els àtoms d'alumini i de nitrogen, produint un material durador capaç de resistir altes temperatures. A més, gràcies a la varietat de tècniques emprades per produir el nitrur d'alumini (la nitridació directa, la reducció carbotèrmica i la deposició de vapor químic són només tres processos que proporcionen alts nivells de pureza i un control precís quan es produeix aquest material).
Estabilitat química
El nitrur d'alumini és altament estable químicament i resistent a molts àcids. A més, la seva resistència al xoc tèrmic el fa adequat per a entorns durs i aplicacions elèctriques exigents que requereixen capacitats de dissipació de calor superiors. Això fa del nitrur d'alumini una excel·lent elecció de material quan es requereixen capacitats de dissipació de calor.
Nitrur d'alumini (AlN) és un substrat d'AlN amb la banda prohibida directa més àmplia de tots els substrats d'AlN i una conductivitat tèrmica superior a la del nitrur de gal·li, cosa que el fa apte per a aplicacions de microelectrònica d'alta potència. A més, l'AlN ofereix alternatives no tòxiques a l'òxid de beril·li que resisteixen els gasos de processament i els processos d'erosió per plasma, convertint aquest material en una opció excel·lent.
El nitrur d'alumini es pot metallitzar fàcilment i mecanitzar en grans formes estructurals, a més de ser compatible amb diferents solucions de gravat, cosa que el converteix en una excel·lent opció de material per a PCB i altres aplicacions electròniques que requereixen materials fiables. A més, la seva resistència a l'oxidació el fa adequat per a entorns hostils i aplicacions elèctriques exigents; a més, ofereix una alta resistència a la radiació ultraviolada per a aplicacions mèdiques i de esterilització.
Resistència a la corrosió
El nitrur d'alumini (AlN) és un material dur i blanc amb una estructura cristal·lina wurtzita hexagonal que es produeix directament o mitjançant reducció carbotèrmica de l'òxid d'alumini. Un cop produït, aquest material ceràmic de grau tècnic dens presenta una excel·lent estabilitat química i, alhora, és fàcil de mecanitzar per a operacions de tall.
L'excel·lent conductivitat tèrmica de l'AlN el fa ideal per a l'ús com a dissipador de calor i material d'embalatge en dispositius semiconductors com ara circuits integrats i transistors, gestionant la càrrega tèrmica per garantir que els components funcionin dins dels seus rangs de temperatura òptims.
El ferro, l'alumini i alguns metalls fosos no el poden corroir, mentre que la seva alta resistència a la temperatura i el seu baix coeficient de dilatació el converteixen en un material excel·lent per fabricar crisols i motlles de fosa per fondre alumini, coure i altres metalls.
Les aplicacions optoelectròniques fan del PTFE un substrat excel·lent per als LEDs basats en nitrur de gal·li (GaN), gràcies a la seva capacitat de gestió tèrmica superior i a les seves propietats no tòxiques i químiques estables que li permeten dissipar eficaçment la calor interna del dispositiu, prolongant així la seva vida útil i el seu rendiment. A més, la seva no toxicitat fa que el PTFE sigui una elecció excel·lent de material per a dispositius mèdics implantables com marcapasos i equips de diagnòstic, i la seva resistència al dany per radiació UV fa que aquest material també sigui adequat per a usos mèdics implantables.
Transparència òptica
El nitrur d'alumini destaca entre els semiconductors de banda prohibida ampla per ser transparent en l'espectre de llum visible, cosa que el fa ideal per a sensors i LEDs UV-visible [9,10]. A més, la seva excel·lent conductivitat tèrmica ajuda a garantir un rendiment eficient quan s'aplica en aquestes aplicacions; la calor s'ha de dissipar ràpidament per mantenir l'eficiència del rendiment en aquests dispositius.
El nitrur d'alumini es pot fabricar fàcilment en diverses formes i mides per adaptar-se a una àmplia gamma d'aplicacions, com ara substrats d'electrònica de potència o carcasses per a dispositius electrònics. A més, aquest material versàtil permet dissenyar sistemes elèctrics excel·lents per resistir entorns durs o abrasius o en situacions de fluctuacions ràpides de temperatura.
L'estructura cristal·lina hexagonal wurtzita de l'AlN el converteix en un candidat excel·lent per a tècniques de gravat i dipòsit que donen lloc a ceràmiques massisses d'alta puresa amb bona transparència òptica des de la llum visible fins a l'infraroig mitjà. En aquest treball, es van mesurar els epifilmes d'AlN dipositats per PEALD a temperatura ambient i a temperatures més altes mitjançant el·lipsometria espectroscòpica; les dades de SE es van utilitzar per ajustar un model que representés amb precisió les corbes de dispersió espectral de les mostres corresponents.
