Aluminiumnitrid
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Aluminiumnitridkeramik AlN
Vorteile von Aluminiumnitridkeramik
1. Hohe Wärmeleitfähigkeit
Aluminiumnitridkeramiken weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit von bis zu 220–240 W/m·K auf, was dem Zwei- bis Dreifachen der Wärmeleitfähigkeit von Silikatkeramiken entspricht. Diese hohe Wärmeleitfähigkeit trägt effektiv zur Wärmeableitung elektronischer Geräte bei und macht sie daher in der Elektronikindustrie weit verbreitet.
2. Hohe Isolierung
Aluminiumnitridkeramik ist ein hervorragendes Isoliermaterial mit hohem spezifischem Widerstand und hoher Dielektrizitätskonstante. Dadurch lassen sich Schaltungselemente effektiv isolieren und Kurzschlüsse sowie Überhitzung verhindern.
3. Hohe Korrosionsbeständigkeit
Aluminiumnitridkeramiken weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber den meisten Säuren, Basen und organischen Lösungsmitteln auf. Dies macht sie zu einer idealen Wahl für die chemische und pharmazeutische Industrie.
4. Hohe mechanische Festigkeit
Aluminiumnitridkeramiken weisen eine hohe mechanische Festigkeit auf; ihre Biegefestigkeit und Bruchzähigkeit betragen 800 MPa bzw. 10⁻¹² MPa·m¹/². Aufgrund dieser hohen Festigkeit und Härte finden sie breite Anwendung in Schneidwerkzeugen und verschleißfesten Bauteilen.
Anwendung von Aluminiumnitridkeramik
1. Elektronikindustrie
In der Elektronikindustrie werden Aluminiumnitridkeramiken hauptsächlich zur Herstellung von Hochleistungs- und Hochfrequenzbauteilen eingesetzt. Dank ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit und hervorragenden Isolationseigenschaften lösen sie effektiv das Problem der Wärmeableitung elektronischer Geräte und gewährleisten deren hohe Zuverlässigkeit. Darüber hinaus können Aluminiumnitridkeramiken auch zur Herstellung von Mikrowellen- und Millimeterwellenbauteilen verwendet werden, wodurch die Leistung und Stabilität von Kommunikationsgeräten verbessert werden.
2. Automobilindustrie
In der Automobilindustrie werden Aluminiumnitridkeramiken hauptsächlich zur Herstellung von Motorkomponenten, Zylinderlaufbuchsen und Bremsbelägen verwendet. Dank ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Festigkeit gewährleisten sie auch unter hohen Temperaturen und in rauen Umgebungen über lange Zeit eine gute Leistung. Darüber hinaus dienen Aluminiumnitridkeramiken auch zur Herstellung von Gassensoren, die Schadstoffe im Autoabgas erkennen und somit zur Motoroptimierung beitragen.
3. Optisches Feld
Im Bereich der Optik zeichnen sich Aluminiumnitridkeramiken durch hohe Wärmeleitfähigkeit und ausgezeichnete thermische Stabilität aus und finden daher breite Anwendung in der Herstellung von Hochleistungslasern, optischen Filmen, Glasfasern und anderen optischen Schlüsselkomponenten. Darüber hinaus eignen sie sich auch zur Fertigung von Präzisionsinstrumenten wie Spektrometern, Hochtemperatursensoren und Infrarotdetektoren und tragen so zur Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit optischer Messungen bei.
4. Halbleiterbereich
Die Heizplatte in Halbleiteranlagen nutzt die Eigenschaften von Aluminiumnitridkeramik: hohe Wärmeleitfähigkeit, Säure- und Laugenbeständigkeit sowie Verschleißfestigkeit. In China befindet sich die Aluminiumnitrid-Heizplatte jedoch noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase, ist aber ein unverzichtbarer Bestandteil der Chipfertigung.
| Dichte | g/cm3 | 3.34 |
| Wärmeleitfähigkeit | W/m*k(RT) | 170 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | x10-6/℃(RT-400℃) | 4.6 |
| Durchschlagsfestigkeit | kV/mm (RT) | 20 |
| Volumenwiderstand | Ω•cm (RT) | 1014 |
| Dielektrizitätskonstante | 1 MHz (RT) | 9.0 |
| Biegefestigkeit | MPa (RT) | 450 |