السيراميك نيتريد الألومنيوم لديه مزايا الموصلية الحرارية العالية، والعزل الكهربائي جيدة وخصائص عازلة تحت بيئة درجة حرارة عالية، وارتفاع قوة المواد في درجات حرارة عالية، وانخفاض معامل التوسع الحراري مطابقة مع مواد السيليكون أشباه الموصلات، غير سامة، الخ، AlN الألومنيوم نيتريد هو مادة تبديد الحرارة المثالية للركائز السيراميك والتعبئة والتغليف الإلكترونية. مؤشر الأداء الأساسي والرئيسي للسيراميك نيتريد الألومنيوم هو الموصلية الحرارية العالية. على الرغم من أن التوصيل الحراري لنيتريد الألومنيوم يمكن أن تصل إلى 320W/(m·K) من الناحية النظرية، فإن الموصلية الحرارية للمنتجات الفعلية سببها الشوائب والعيوب في نيتريد الألومنيوم. المعدل أقل من 200 واط/(m·K). العوامل الرئيسية التي تؤثر على الموصلية الحرارية للسيراميك نيتريد الألومنيوم هي محتوى الأكسجين من شعرية الكريستال، والكثافة، microstructure، ونقاء مسحوق. وفي ما يلي مقدمة لعدة عوامل رئيسية.
1. محتوى الأكسجين والشوائب
بالنسبة للسيراميك النيتريد الألومنيوم، نظرا لتقاربها القوي للأوكسجين، من السهل نشر شوائب الأكسجين في شعرية AlN أثناء عملية التلبد، والتي ترتبط مباشرة بمجموعة متنوعة من العيوب وهي المصدر الرئيسي للتأثير على الموصلية الحرارية لنيتريد الألومنيوم. في تشتت فونون عيب، والدور الرئيسي هو وجود الأكسجين النجاسة والألومينا. لأن يتم تحلل النيتريد الألومنيوم بسهولة وتأكسد، يتم تشكيل فيلم أكسيد الألومنيوم على السطح، ويتم حل أكسيد الألومنيوم في شعرية الكريستال نيتريد الألومنيوم. جعل شعرية الكريستال نيتريد الألومنيوم تظهر anharmonic، تؤثر على تشتت فونون، بحيث يتم تخفيض التوصيل الحراري للسيراميك نيتريد الألومنيوم بشكل حاد.
2. الكثافة
وفقا للتوصيلية الحرارية لنيتريد الألومنيوم ، فإن عددا كبيرا من المسام في عينات منخفضة الكثافة سيؤثر على تشتت الفونونات ، ويقلل من متوسط مسارها الحر ، وبالتالي يقلل من الموصلية الحرارية للسيراميك نيتريد الألومنيوم. وفي الوقت نفسه، قد لا تفي الخواص الميكانيكية للعينات منخفضة الكثافة بمتطلبات التطبيقات ذات الصلة. لذلك، الكثافة العالية هي شرط أساسي للسيراميك نيتريد الألومنيوم أن يكون الموصلية الحرارية العالية.
3. البنية المجهرية
البنية الدقيقة للسيراميك نيتريد الألومنيوم لديه مراسلة واحد إلى واحد مع خصائصه الحرارية. وتشمل البنية المجهرية حجم الحبوب، ومورفولوجيا، ومحتوى وتوزيع المرحلة الثانية من حدود الحبوب. السيراميك نيتريد الألومنيوم الفعلي هو متعدد المراحل polycrystalline، الذي يتكون أساسا من الألومنيوم نيتريد الكريستال المرحلة، المرحلة الثانية الألومنيوم (مرحلة حدود الحبوب) والمسام وغيرها من العيوب. بالإضافة إلى دراسة عيوب شعرية نيتريد الألومنيوم، وقد درس كثير من الناس أيضا الحبوب البلورية، مورفيولوجيا حدود الحبوب، وتكوين، والطبيعة، والمحتوى، وتوزيع مرحلة حدود الحبوب من نيتريد الألومنيوم، وعلاقتها مع الموصلية الحرارية. بعد بحث مستفيض، ويعتقد عموما أن توزيع المرحلة الثانية الألومينات له التأثير الأكثر أهمية على الموصلية الحرارية.
