अॅल्युमिनियम नायट्राइड क्रूसिबल ALN अॅल्युमिनियम क्रूसिबल
उत्पादन सादरीकरण
AlN हे अॅल्युमिनाच्या थर्मल रिडक्शनद्वारे किंवा अॅल्युमिनाच्या डायरेक्ट नायट्राइडद्वारे संश्लेषित केले जाते.त्याची घनता मार्कमॉनिटर-3 द्वारे नोंदणीकृत आणि संरक्षित 3.26 आहे, जरी ते वितळत नसले तरी वातावरणात 2500 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त विघटित होते.सामग्री सहसंयोजकपणे जोडलेली असते आणि द्रव-निर्मिती जोडणीच्या मदतीशिवाय सिंटरिंगला प्रतिकार करते.सामान्यतः, Y 2 O 3 किंवा CaO सारखे ऑक्साईड 1600 आणि 1900 °C दरम्यान तापमानात सिंटरिंग साध्य करण्यास परवानगी देतात.
अॅल्युमिनियम नायट्राइड ही उत्कृष्ट सर्वसमावेशक कामगिरी असलेली सिरॅमिक सामग्री आहे आणि त्याचे संशोधन शंभर वर्षांपूर्वीचे आहे.हे 1862 मध्ये एफ. बिर्गेलर आणि ए. ग्युह्टर यांनी बनलेले आहे आणि 1877 मध्ये JW MalletS द्वारे अॅल्युमिनियम नायट्राइड प्रथमच संश्लेषित केले गेले, परंतु 100 वर्षांहून अधिक काळ त्याचा व्यावहारिक उपयोग झाला नाही, जेव्हा ते रासायनिक खत म्हणून वापरले जात होते. .
कारण अॅल्युमिनियम नायट्राइड एक सहसंयोजक संयुग आहे, ज्यामध्ये लहान स्व-प्रसार गुणांक आणि उच्च वितळण्याचे बिंदू आहे, ते सिंटरिंग करणे कठीण आहे.1950 च्या दशकापर्यंत अॅल्युमिनियम नायट्राइड सिरॅमिक्स प्रथमच यशस्वीरित्या तयार केले गेले होते आणि शुद्ध लोह, अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुच्या वितळण्यासाठी रीफ्रॅक्टरी सामग्री म्हणून वापरले गेले होते.1970 च्या दशकापासून, संशोधनाच्या सखोलतेसह, अॅल्युमिनियम नायट्राइड तयार करण्याची प्रक्रिया अधिकाधिक परिपक्व होत गेली आणि त्याच्या अनुप्रयोगाची व्याप्ती विस्तारत गेली.विशेषत: 21 व्या शतकात प्रवेश केल्यापासून, मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक तंत्रज्ञानाच्या जलद विकासासह, इलेक्ट्रॉनिक मशीन आणि इलेक्ट्रॉनिक घटक सूक्ष्मीकरण, हलके, एकत्रीकरण आणि उच्च विश्वासार्हता आणि उच्च पॉवर आउटपुट दिशा, अधिकाधिक क्लिष्ट उपकरणे आणि उष्णतेचा अपव्यय करणारी सब्सट्रेट आणि पॅकेजिंग सामग्री. पुढे उच्च आवश्यकता, पुढे अॅल्युमिनियम नायट्राइड उद्योगाच्या जोमदार विकासास प्रोत्साहन द्या.
मुख्य वैशिष्ट्ये
AlN बहुतेक वितळलेल्या धातूंच्या, विशेषत: अॅल्युमिनियम, लिथियम आणि तांब्याच्या क्षरणास प्रतिकार करते
क्लोराईड्स आणि क्रायोलाइटसह वितळलेल्या मिठाच्या बहुतेक क्षरणांना ते प्रतिरोधक आहे
सिरेमिक सामग्रीची उच्च थर्मल चालकता (बेरिलियम ऑक्साईड नंतर)
उच्च खंड प्रतिरोधकता
उच्च डायलेक्ट्रिक शक्ती
हे ऍसिड आणि अल्कली द्वारे नष्ट होते
पावडर स्वरूपात, ते सहजपणे पाणी किंवा ओलावा ओलावा द्वारे hydrolyzed आहे
मुख्य अर्ज
1, पिझोइलेक्ट्रिक उपकरण अनुप्रयोग
अॅल्युमिनियम नायट्राइडमध्ये उच्च प्रतिरोधकता, उच्च थर्मल चालकता (Al2O3 च्या 8-10 पट), आणि सिलिकॉन प्रमाणेच कमी विस्तार गुणांक आहे, जे उच्च तापमान आणि उच्च पॉवर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी एक आदर्श सामग्री आहे.
2, इलेक्ट्रॉनिक पॅकेजिंग सब्सट्रेट सामग्री
सामान्यतः वापरले जाणारे सिरेमिक सब्सट्रेट मटेरियल बेरिलियम ऑक्साईड, अॅल्युमिना, अॅल्युमिनियम नायट्राइड इ. आहेत, ज्यामध्ये अॅल्युमिना सिरेमिक सब्सट्रेटची थर्मल चालकता कमी असते, थर्मल विस्तार गुणांक सिलिकॉनशी जुळत नाही;जरी बेरिलियम ऑक्साईडमध्ये उत्कृष्ट गुणधर्म आहेत, परंतु त्याची पावडर अत्यंत विषारी आहे.
सब्सट्रेट मटेरिअल म्हणून वापरता येऊ शकणार्‍या विद्यमान सिरेमिक मटेरियलपैकी सिलिकॉन नायट्राइड सिरेमिकमध्ये सर्वात जास्त वाकण्याची ताकद आहे, चांगला पोशाख प्रतिरोधक आहे, सर्वोत्कृष्ट सर्वसमावेशक यांत्रिक कार्यक्षमतेसह सिरेमिक सामग्री आहे आणि सर्वात लहान थर्मल विस्तार गुणांक आहे.अॅल्युमिनियम नायट्राइड सिरॅमिक्समध्ये उच्च थर्मल चालकता, चांगली थर्मल प्रभाव प्रतिरोधकता असते आणि तरीही उच्च तापमानात चांगले यांत्रिक गुणधर्म असतात.कार्यक्षमतेच्या दृष्टीने, अॅल्युमिनियम नायट्राइड आणि सिलिकॉन नायट्राइड सध्या इलेक्ट्रॉनिक पॅकेजिंग सब्सट्रेट्ससाठी सर्वात योग्य सामग्री आहेत, परंतु त्यांची देखील एक सामान्य समस्या आहे की किंमत खूप जास्त आहे.
3, आणि luminescent साहित्य लागू आहेत
अॅल्युमिनियम नायट्राइड (AlN) च्या डायरेक्ट बँडगॅप गॅपची कमाल रुंदी 6.2 eV आहे, ज्यामध्ये अप्रत्यक्ष बँडगॅप सेमीकंडक्टरच्या तुलनेत जास्त फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण कार्यक्षमता आहे.AlN एक महत्त्वाचा निळा प्रकाश आणि अतिनील प्रकाश-उत्सर्जक सामग्री म्हणून, ते UV / खोल UV प्रकाश-उत्सर्जक डायोड, UV लेसर डायोड आणि UV डिटेक्टरवर लागू केले जाते.शिवाय, AlN हे GaN आणि InN सारख्या गट III नायट्राइड्ससह सतत घन सोल्यूशन्स तयार करू शकते आणि त्याचे टर्नरी किंवा चतुर्थांश मिश्र धातु त्याचे बँड गॅप दृश्यमान ते खोल अल्ट्राव्हायोलेट बँडपर्यंत सतत समायोजित करू शकते, ज्यामुळे ते एक महत्त्वपूर्ण उच्च-कार्यक्षमता ल्युमिनेसेंट सामग्री बनते.
4, जे सब्सट्रेट सामग्रीवर लागू केले जातात
AlN क्रिस्टल्स हे GaN, AlGaN तसेच AlN एपिटॅक्सियल सामग्रीसाठी एक आदर्श सब्सट्रेट आहेत.नीलम किंवा SiC सब्सट्रेटच्या तुलनेत, AlN ची GaN शी अधिक थर्मल जुळणी आहे, उच्च रासायनिक सुसंगतता आहे आणि सब्सट्रेट आणि एपिटॅक्सियल लेयरमध्ये कमी ताण आहे.म्हणून, जेव्हा AlN क्रिस्टलचा वापर GaN एपिटॅक्सियल सब्सट्रेट म्हणून केला जातो, तेव्हा ते यंत्रातील दोष घनता मोठ्या प्रमाणात कमी करू शकते, उपकरणाची कार्यक्षमता सुधारू शकते आणि उच्च तापमान, उच्च वारंवारता आणि उच्च पॉवर इलेक्ट्रॉनिक तयार करण्यासाठी चांगल्या अनुप्रयोगाची शक्यता आहे. उपकरणे
याव्यतिरिक्त, उच्च अॅल्युमिनियम (Al) घटक म्हणून AlN क्रिस्टलसह AlGaN एपिटॅक्सियल मटेरियल सब्सट्रेट देखील नायट्राइड एपिटॅक्सियल लेयरमधील दोष घनता प्रभावीपणे कमी करू शकतो आणि नायट्राइड सेमीकंडक्टर उपकरणाची कार्यक्षमता आणि सेवा जीवन मोठ्या प्रमाणात सुधारू शकतो.AlGaN वर आधारित उच्च-गुणवत्तेचे दैनिक-अंध शोधक यशस्वीरित्या लागू केले गेले आहेत.
5, सिरेमिक आणि रेफ्रेक्ट्री मटेरियलमध्ये वापरले जाते
अॅल्युमिनियम नायट्राइड स्ट्रक्चरल सिरॅमिक्सच्या सिंटरिंगवर लागू केले जाऊ शकते, तयार अॅल्युमिनियम नायट्राइड सिरॅमिक्स, केवळ चांगले यांत्रिक गुणधर्मच नाही, फोल्डिंगची ताकद Al2O3 आणि BeO सिरॅमिक्सपेक्षा जास्त आहे, उच्च कडकपणा आहे, परंतु उच्च तापमान आणि गंज प्रतिरोधक देखील आहे.AlN सिरॅमिक उष्णता प्रतिरोध आणि गंज प्रतिकार वापरून, ते उच्च तापमान गंज प्रतिरोधक भाग जसे की क्रूसिबल आणि अल बाष्पीभवन प्लेट बनविण्यासाठी वापरले जाऊ शकते.याव्यतिरिक्त, शुद्ध AlN सिरेमिक हे रंगहीन पारदर्शक क्रिस्टल्स आहेत, उत्कृष्ट ऑप्टिकल गुणधर्मांसह, आणि इलेक्ट्रॉनिक ऑप्टिकल उपकरणांच्या उत्पादनासाठी पारदर्शक सिरॅमिक्ससाठी उच्च तापमान इन्फ्रारेड विंडो आणि उष्णता प्रतिरोधक कोटिंग म्हणून वापरले जाऊ शकते.
6. संमिश्र
Epoxy resin/AlN कंपोझिट मटेरियल, पॅकेजिंग मटेरियल म्हणून, चांगली थर्मल चालकता आणि उष्णता नष्ट करण्याची क्षमता आवश्यक आहे आणि ही आवश्यकता अधिकाधिक कडक होत आहे.चांगल्या रासायनिक गुणधर्मांसह आणि यांत्रिक स्थिरतेसह पॉलिमर सामग्री म्हणून, इपॉक्सी राळ बरा करणे सोपे आहे, कमी संकोचन दरासह, परंतु थर्मल चालकता जास्त नाही.इपॉक्सी रेझिनमध्ये उत्कृष्ट थर्मल चालकता असलेले AlN नॅनोकण जोडून, थर्मल चालकता आणि ताकद प्रभावीपणे सुधारली जाऊ शकते.
