Características y aplicaciones de las cerámicas de nitruro de aluminio.
El nitruro de aluminio (AlN) es un material cerámico sin óxido compuesto principalmente de nitrógeno y aluminio. Es un nitruro de aluminio sólido que presenta una alta conductividad térmica superior a 170 W/mK y excelentes propiedades de aislamiento eléctrico. Normalmente se fabrica mediante métodos de sinterización de polvo o prensado en caliente.
1 、 Características deCerámica de nitruro de aluminio:
La cerámica de nitruro de aluminio como nuevo material cerámico con un excelente rendimiento integral, posee numerosas características sobresalientes:
(1) Alta conductividad térmica
Con una conductividad térmica superior a 170W/mK, comparable al óxido de berilio (BeO) y al carburo de silicio (SiC).
(2) Expansión térmica similar a la del silicio
El nitruro de aluminio tiene un coeficiente de expansión térmica de 4,510 ^ -6 ℃, similar al coeficiente de expansión térmica del silicio (3,5-410 ^ -6 ℃).
(3) Excelente rendimiento dieléctrico: resistividad de volumen, constante dieléctrica, pérdida dieléctrica y rigidez dieléctrica
Las propiedades eléctricas del nitruro de aluminio incluyen constante dieléctrica, pérdida dieléctrica, resistividad volumétrica y rigidez dieléctrica, lo que lo convierte en un excelente material aislante.
(4) Buenas propiedades mecánicas
Presenta una mayor resistencia a la flexión en comparación con las cerámicas de alúmina (Al2O3) y óxido de berilio (BeO).
(5) Características transparentes
Con una estructura cristalina que recuerda al zafiro, el nitruro de aluminio posee una transparencia decente.
(6) No tóxico
A diferencia del óxido de berilio (BeO), el nitruro de aluminio no es tóxico.
2. Aplicaciones de la cerámica de nitruro de aluminio:
(1) Material de sustrato de embalaje electrónico
La alta resistividad, la alta conductividad térmica y la baja constante dieléctrica son requisitos fundamentales para los sustratos de embalaje electrónico. Las cerámicas de nitruro de aluminio se consideran materiales de sustrato ideales debido a su excelente aislamiento, estabilidad química, alta conductividad térmica y buenas características de alta frecuencia.
(2) Materiales cerámicos transparentes
Las cerámicas de nitruro de aluminio puro son cristales transparentes incoloros con excelentes propiedades ópticas, adecuados para fabricar ventanas infrarrojas de alta temperatura y recubrimientos resistentes al calor para equipos de dispositivos ópticos electrónicos, encontrando así aplicaciones en las industrias militares.
(3)Materiales en Industrias Mecánicas
Con alta dureza y resistencia a altas temperaturas, las cerámicas de nitruro de aluminio se pueden utilizar para herramientas de corte, muelas abrasivas, matrices de embutición, materiales para herramientas y materias primas para materiales cerámicos metálicos. También presentan una excelente resistencia al desgaste, adecuados para piezas resistentes al desgaste.
(4)Materiales resistentes al calor
Debido a sus características como la no humectabilidad con metales como el aluminio y el calcio, el nitruro de aluminio se puede utilizar en crisoles, tubos protectores y moldes de fundición. También se puede emplear en tubos de protección de termopares de inmersión, ya que no se adhiere al metal fundido, lo que permite un uso continuo durante más de 3000 horas a temperaturas entre 800 y 1000 °C sin corrosión.
Además, reemplazar el vidrio con crisoles de nitruro de aluminio para la síntesis de semiconductores de arseniuro de galio puede eliminar la contaminación por silicio, lo que da como resultado arseniuro de galio de alta pureza.
(5) Materiales de choque térmico e intercambio de calor
Las cerámicas de nitruro de aluminio se ven menos afectadas por los cambios de temperatura y poseen una conductividad térmica relativamente alta y coeficientes de expansión térmica bajos, lo que las convierte en materiales excelentes para aplicaciones de choque térmico e intercambio de calor, como en los intercambiadores de calor de turbinas de gas.
Los materiales cerámicos de nitruro de aluminio tienen amplias perspectivas de aplicación y amplios mercados potenciales en diversos campos, como la electrónica, la energía eléctrica, las locomotoras, la aviación y la industria aeroespacial, las industrias militares y de defensa, las telecomunicaciones y numerosos sectores industriales. Con el continuo avance y la innovación en tecnología, las cerámicas de nitruro de aluminio ampliarán aún más sus aplicaciones y desarrollos en diversos campos.
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