氮化鋁(AlN)是一種新型無機(jī)材料

簡介

氮化鋁，共價鍵化合物，是原子晶體，屬類金剛石氮化物、六方晶系，纖鋅礦型的晶體結(jié)構(gòu)，無毒，呈白色或灰白色。

性質(zhì)

AlN可穩(wěn)定到2200℃。室溫強(qiáng)度高，且強(qiáng)度隨溫度的升高下降較慢。導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，是良好的耐熱沖擊材料?？谷廴诮饘偾治g的能力強(qiáng)，是熔鑄純鐵、鋁或鋁合金理想的坩堝材料。氮化鋁還是電絕緣體，介電性能良好，用作電器元件也很有希望。砷化鎵表面的氮化鋁涂層，能保護(hù)它在退火時免受離子的注入。氮化鋁還是由六方氮化硼轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎降鸬拇呋瘎Ｊ覝叵屡c水緩慢反應(yīng).可由鋁粉在氨或氮?dú)夥罩?/span>800~1000℃合成，產(chǎn)物為白色到灰藍(lán)色粉末?；蛴?/span>Al2O3-C-N2體系在1600~1750℃反應(yīng)合成，產(chǎn)物為灰白色粉末?；蚵然X與氨經(jīng)氣相反應(yīng)制得.涂層可由AlCl3-NH3體系通過氣相沉積法合成。

               AlN+3H2O==催化劑===Al（OH）3↓+NH3↑

氮化鋁于1877年合成。至1980年代，因氮化鋁是一種陶瓷絕緣體(聚晶體物料為 70-210 W?m?1?K?1，而單晶體更可高達(dá) 275 W?m?1?K?1 )，使氮化鋁有較高的傳熱能力，至使氮化鋁被大量應(yīng)用于微電子學(xué)。與氧化鈹不同的是氮化鋁無毒。氮化鋁用金屬處理，能取代礬土及氧化鈹用于大量電子儀器。氮化鋁可通過氧化鋁和碳的還原作用或直接氮化金屬鋁來制備。氮化鋁是一種以共價鍵相連的物質(zhì)，它有六角晶體結(jié)構(gòu)，與硫化鋅、纖維鋅礦同形。此結(jié)構(gòu)的空間組為P63mc。要以熱壓及焊接式才可制造出工業(yè)級的物料。物質(zhì)在惰性的高溫環(huán)境中非常穩(wěn)定。在空氣中，溫度高于700℃時，物質(zhì)表面會發(fā)生氧化作用。在室溫下，物質(zhì)表面仍能探測到5-10納米厚的氧化物薄膜。直至1370℃，氧化物薄膜仍可保護(hù)物質(zhì)。但當(dāng)溫度高于1370℃時，便會發(fā)生大量氧化作用。直至980℃，氮化鋁在氫氣及二氧化碳中仍相當(dāng)穩(wěn)定。礦物酸通過侵襲粒狀物質(zhì)的界限使它慢慢溶解，而強(qiáng)堿則通過侵襲粒狀氮化鋁使它溶解。物質(zhì)在水中會慢慢水解。氮化鋁可以抵抗大部分融解的鹽的侵襲，包括氯化物及冰晶石〔即六氟鋁酸鈉〕。

特性

(1)熱導(dǎo)率高(約320W/m·K)，接近BeO和SiC，是Al2O3的5倍以上；

(2)熱膨脹系數(shù)(4.5×10-6℃)與Si(3.5~4×10-6℃)和GaAs(6×10-6℃)匹配；

(3)各種電性能(介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、體電阻率、介電強(qiáng)度)優(yōu)良；

(4)機(jī)械性能好，抗折強(qiáng)度高于Al2O3和BeO陶瓷，可以常壓燒結(jié)；

(5)純度高；

(6)光傳輸特性好；

(7)無毒；

(8)可采用流延工藝制作。是一種很有前途的高功率集成電路基片和包裝材料。

應(yīng)用

有報告指現(xiàn)今大部分研究都在開發(fā)一種以半導(dǎo)體（氮化鎵或合金鋁氮化鎵）為基礎(chǔ)且運(yùn)行於紫外線的發(fā)光二極管，而光的波長為250納米。在2006年5月有報告指一個無效率的二極管可發(fā)出波長為210納米的光波[1]。以真空紫外線反射率量出單一的氮化鋁晶體上有6.2eV的能隙。理論上，能隙允許一些波長為大約200納米的波通過。但在商業(yè)上實行時，需克服不少困難。氮化鋁應(yīng)用於光電工程，包括在光學(xué)儲存介面及電子基質(zhì)作誘電層，在高的導(dǎo)熱性下作晶片載體，以及作軍事用途。

由于氮化鋁壓電效應(yīng)的特性，氮化鋁晶體的外延性伸展也用於表面聲學(xué)波的探測器。而探測器則會放置於矽晶圓上。只有非常少的地方能可靠地制造這些細(xì)的薄膜。

利用氮化鋁陶瓷具有較高的室溫和高溫強(qiáng)度，膨脹系數(shù)小，導(dǎo)熱性好的特性，可以用作高溫結(jié)構(gòu)件熱交換器材料等。

利用氮化鋁陶瓷能耐鐵、鋁等金屬和合金的溶蝕性能，可用作Al、Cu、Ag、Pb等金屬熔煉的坩堝和澆鑄模具材料。

氮化鋁陶瓷基板與氧化鋁陶瓷基板對比

陶瓷基板今年來因為部分商家的工藝水平得到提高，生產(chǎn)的成本降低，通過率提升。目前陶瓷基板備受歡迎，在 LED 行業(yè)，汽車領(lǐng)域以及高科技電子方面應(yīng)用廣泛。在 LED 領(lǐng)域經(jīng)常會用到陶瓷基板，根據(jù)應(yīng)用的不同選擇氧化鋁陶瓷基板或者氮化鋁陶瓷基板。

一、導(dǎo)熱率：同為陶瓷電路基板，但是有很大區(qū)別，氧化鋁的導(dǎo)熱率差不多是45W/(m·K)左右，氮化鋁的導(dǎo)熱率接近其 7 倍

二 、熱膨脹系數(shù)：氧化鋁陶瓷電路板的導(dǎo)熱系數(shù)和氮化鋁陶瓷電路板基本相同。導(dǎo)熱率和熱膨脹系數(shù)是直接體現(xiàn)電路板性能的參數(shù)，相信大家已經(jīng)能夠比較直觀看出氮化鋁陶瓷電路板的優(yōu)勢，其實不光光是只是這兩點，氮化鋁陶瓷電路板可以將陶瓷電路板的易碎缺點降到低，氮化鋁陶瓷電路板的硬度會比氧化鋁陶瓷電路板的硬度高很多。

三、應(yīng)用市場的不同

氮化鋁陶瓷基板多用于大功率散熱比如 LED 大功率照明，或者需要絕緣性非常好的通訊產(chǎn)品領(lǐng)域；氧化鋁陶瓷基板，一般多用于中小功率方面，也包括 LED 燈珠照明，以及傳感器等產(chǎn)品上。

西安齊岳生物科技有限公司可以提供以下二維納米材料：Mxene、過渡金屬碳化物和氮化物（MXenes）、MAX相陶瓷材料、石墨烯、石墨炔、拓?fù)浣^緣體、過渡族金屬硫化物（TMDs）、六角氮化硼（h-BN）、磷烯、銻烯、鉍烯 智能黑磷水凝膠納米醫(yī)藥載體、鈣鈦礦二維材料、二硫化鉬（MoS2）、二硫化鎢（WS2）、黑磷納米材料、C3N4納米片、二維鍺烯量子點、酞菁納米片、卟啉納米片、碳納米管定制。

齊岳供應(yīng)定制產(chǎn)品部分列表：

氮化鋁填充三元乙丙橡膠復(fù)合材料    

氮化鋁-碳納米管/氰酸酯樹脂復(fù)合材料    

氮化鋁(AlN)和液晶聚酯(LCPE,PET/60PHB)的復(fù)合基板材料    

聚醚醚酮/碳纖維/氮化鋁復(fù)合材料    

聚醚砜(PES)/氮化鋁(AlN)復(fù)合材料    

氮化鋁/尼龍6復(fù)合材料 AlN/ PA6導(dǎo)熱復(fù)合材料    

氮化鋁/三元乙丙橡膠復(fù)合材料    

Si3N4/AlN-Al復(fù)合材料    

碳化硅-氮化鋁復(fù)合材料（SiC/AlN）    

玻璃/AlN低溫共燒復(fù)合材料    

聚乙烯/氮化鋁納米復(fù)合材料    

纖維素納米纖絲/氮化鋁復(fù)合材料    

氮化鋁/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料  AlN/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料    

鋁合金-氮化鋁復(fù)合材料    

銅鉻-氮化鋁復(fù)合材料    

氮化鋁增強(qiáng)金屬鋁的雙納米復(fù)合材料    

氮化鋁修飾碳納米管復(fù)合材料    

氮化鋁/石墨烯納米復(fù)合材料    

覆銅板用氮化鋁增強(qiáng)的高導(dǎo)熱型環(huán)氧樹脂復(fù)合材料    

氮化鋁?膨脹石墨增強(qiáng)高導(dǎo)熱PP/PA6復(fù)合材料    

氮化鋁-碳化硅復(fù)合材料    

氮化鋁/不飽和聚酯導(dǎo)熱復(fù)合材料    

碳纖維-AlN/聚醚醚酮復(fù)合材料    

多形態(tài)AlN、Si3N4粉體    

AlN-BN復(fù)合材料    

SiCp/AlN復(fù)合材料    

聚四氟乙烯/納米氮化鋁(PTFE/nano-AlN)復(fù)合材料    

氮化鋁增強(qiáng)銅基復(fù)合材料AlNp/Cu    

氮化鋁(AlN)/聚偏二氟乙烯(PVDF)納米復(fù)合材料    

EP/AlN/MWCNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料    

納米復(fù)合材料(Cu/AlN)    

AlN填充PA6導(dǎo)熱復(fù)合材料（AlN@SiC）    

聚全氟乙丙烯(FEP)/氮化鋁(AlN)復(fù)合材料    

AlN/SiC復(fù)合材料    

氮化鋁/碳化硅(AlN/SiC)復(fù)合陶瓷材料    

AlN-Mo陶瓷基體復(fù)合材料    

AlN顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料(Al/AlNp)    

Al2TiO5-AlN-Al復(fù)合材料    

MgO/AlN復(fù)合材料    

氧化鎂修飾氮化鋁復(fù)合材料    

氮化鋁(AlN)陶瓷顆粒（AlN/Al）納米復(fù)合材料    

氮化鋁/碳納米管復(fù)相陶瓷（AlN/CNTs）    

AlN—SiCw復(fù)合材料    

SiN-Ni/AlN-Ni復(fù)合材料    

氮化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料    

納米氮化鋁/納米鋁雙納米復(fù)合材料    

多元硼硅酸玻璃+AlN低溫共燒陶瓷材料    

氮化鋁增強(qiáng)的石墨基復(fù)合材料    

納米氮化鋁/聚酰亞胺復(fù)合材料    

球形氮化鋁-硅橡膠復(fù)合材料    

聚苯硫醚/氮化鋁/氧化鎂(PPS/AlN/MgO)導(dǎo)熱復(fù)合材料    

AlN顆粒增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料    

Mo/AlN復(fù)相材料    

AlNSiC、AlN-C、AlN-金屬幾種復(fù)相    

AlN/ZnO@MgO/HPA/PA66復(fù)合材料    

氮化鋁(AlN)/ZnO@MgO核殼結(jié)構(gòu)    

SiCp/AlN陶瓷復(fù)合材料    

氧化鎂—氮化鋁復(fù)相材料    

氮化鋁和鎂二硅增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料    

氮化硅/氮化鋁/鑭鋇鋁硅酸鹽微晶玻璃三元復(fù)合材料    

納米級TiN,AlN顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料    

SiO2-AlN 復(fù)合材料    

(AlN,TiN)—Al203復(fù)合材料    

TiC—AlN/Al復(fù)合材料    

納米AlN/石蠟復(fù)合材料    

TiCW-AlN/Al復(fù)合材料    

SiO2-AlN復(fù)合材料    

AlN/線性低密度聚乙烯導(dǎo)熱復(fù)合材料    

SiCp-AlN復(fù)合材料    

AlN/Al2O3復(fù)合材料    

zl 04.08