Aluminiumnitrid (AlN)er mye brukt i kraftelektronikk, EV-systemer og AI-databehandling på grunn av sin utmerkede varmeledningsevne.
Sammenlignet med de fleste keramiske materialer som alumina (Al₂O₃), viser AlN mye bedre varmeavledningsytelse. Dette kommer hovedsakelig fra dens krystallstruktur, fonontransportoppførsel og materialrenhet.
1. Krystallstruktur muliggjør effektiv varmeoverføring
AlN har en sekskantet wurtzitt-krystallstruktur med sterk kovalent binding mellom aluminium- og nitrogenatomer.
Denne ordnede strukturen gjør at varme kan overføres gjennom fononer (gittervibrasjoner) med mindre spredning.
Sammenlignet med alumina har AlN et enklere og mer stabilt gitter, som hjelper varmen å bevege seg mer effektivt.
I tillegg er aluminium og nitrogen lette atomer, noe som forbedrer vibrasjonskonsistensen og reduserer energitapet under varmeoverføring.
AlN-enkelkrystaller med høy-renhet kan nå varmeledningsevne opp til ~320 W/m·K.
2. Oksygenurenheter påvirker ytelsen sterkt
Oksygenforurensning er en av hovedfaktorene som reduserer termisk ledningsevne i AlN.
Under behandlingen kan oksygen komme inn i krystallen og skape defekter som:
ledige stillinger i aluminium
sekundærfaser ved korngrenser
Disse defektene øker fononspredning og reduserer varmeoverføringseffektiviteten.
Høy- AlN-pulver kontrollerer oksygeninnholdet under 0,5 %, noe som er avgjørende for høy termisk ytelse.
Sintringstilsetningsstoffer som sjeldne-jordartsoksider brukes for å forbedre fortettingen, men må kontrolleres nøye for å unngå glassfaser med lav-ledningsevne.
3. Tetthet og korngrenser betyr noe
Selv med pulver med høy-renhet, avhenger den endelige ytelsen av sintringskvaliteten.
Nøkkelfaktorer:
Lav porøsitet
Luftlommer blokkerer varmestrømmen
High-quality AlN requires >99,5 % tetthet
Rene korngrenser
Tynne og jevne grenser forbedrer varmeoverføringen
Urenheter ved korngrensene reduserer ledningsevnen
God mikrostruktur sikrer jevn varmestrøm over hele den keramiske kroppen.
💡 Behandlingsutfordring og laserløsning
AlN er både svært varmeledende og svært sprø, noe som gjør det vanskelig å bearbeide med tradisjonelle verktøy.
Mekanisk bearbeiding forårsaker ofte:
kantflising
mikro-sprekker
indre belastningsskader
Fordi varme sprer seg raskt inne i AlN, fører mekanisk kontakt lett til sprekker.
Laserbehandling av YCLaser
For å løse disse problemene,Yuchang Laser (YCLASER)leverer presisjons laserskjære- og skrivesystemer for avansert keramikk som AlN.
Vi støtter:
--prøvetesting
--CAD-basert behandling
--48-timers rask behandlingstid
Laserløsningene våre er mye brukt i halvleder-, kraftelektronikk- og avanserte keramiske industrier.
👉Kontakt YCLASER for effektive og stabile AlN laserbehandlingsløsninger.
👉 Laserskjæringsvideo: Video - Wuhan Yuchang Laser Technology Co., Ltd.
