Le nitrure d'aluminium (AlN) est un composé covalent de structure cristalline wurtzite hexagonale, caractérisée par des constantes de maille de a = 0,3110 nm et c = 0,4978 nm. Dans cette structure, les atomes d'aluminium (Al) sont disposés en configuration hexagonale compacte, tandis que les atomes d'azote (N) occupent la moitié des sites interstitiels tétraédriques, formant des tétraèdres [AlN₄] déformés, avec une longueur de liaison Al-N de 0,1917 nm le long de l'axe c et de 0,1885 nm dans les trois autres directions. Haute pureté céramique AlN sont théoriquement incolores et transparents, mais dans la pratique, ils apparaissent souvent blanc grisâtre ou jaune clair en raison d'impuretés.
Ce cristal covalent de type wurtzite, basé sur des structures tétraédriques [AlN₄], a une masse volumique de 3,26 g/cm³ et se décompose à 2480 °C sous pression ambiante. Ce matériau céramique présente les propriétés avantageuses suivantes :
①Haute résistance mécanique à température ambiante (diminuant progressivement avec l'augmentation de la température)
②Conductivité thermique exceptionnelle
③Faible constante diélectrique et perte
④Faible coefficient de dilatation thermique
⑤Excellente inertie chimique et biocompatibilité
6 Méthodes de synthèse de poudre
Les performances supérieures de la céramique AlN proviennent de poudre d'AlN de haute qualité, qui peuvent être préparés via diverses techniques :
1. Nitruration directe
②Réduction carbothermique
③ Broyage à boulets à haute énergie
④Synthèse autopropagée à haute température (SHS)
⑤Synthèse réactionnelle in situ
6Dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (CVD)
⑦Synthèse solvothermale
⑧Décomposition des sels organométalliques
Techniques de formage
Les procédés de formage de la céramique sont classés en deux approches principales :
(1) Formage à sec (adapté aux formes simples et aux produits à coût élevé) :
Pressage conventionnel
Pressage isostatique à froid (CIP)
(2) Formage humide (adapté aux géométries complexes et à la production de masse à faible coût) :
Casting de bande
Coulée en barbotine
Moulage par injection
Coulée de gel
Méthodes de frittage
Frittage avec additifs
Frittage par plasma d'étincelles (SPS)
Frittage par micro-ondes
Frittage sans pression
Applications
Grâce à sa résistivité volumique élevée, sa résistance d'isolation, sa conductivité thermique et sa faible perte diélectrique, la céramique AlN est largement utilisée dans :
Isolant Substrats AlN pour les dispositifs semi-conducteurs de haute puissance
Dissipation thermique des substrats AlN pour les circuits intégrés à très grande échelle (ULSI)
Dispositifs à ondes acoustiques de surface (SAW) dans les processeurs de signaux haute fréquence (exploitant sa vitesse acoustique élevée) Creusets en AlN haute température (1300–2000°C) (en raison d'une excellente stabilité thermique)
Axes de recherche actuels
Les efforts sont concentrés sur :
Réduire les coûts de synthèse des poudres de haute pureté
Réalisation d'un frittage densifié à basse température
Stabilisation de substrats coulés en bande de haute qualité
Si ces défis techniques peuvent être surmontés, la céramique AlN connaîtra une adoption plus large dans la microélectronique et d’autres industries de haute technologie.
À propos de Xiamen Juci Technology Co., Ltd.
Xiamen Juci Technology Co., Ltd. est une entreprise de haute technologie spécialisée dans la recherche, le développement, la production et la commercialisation de matériaux céramiques hautes performances. Leader Fabricant de poudre d'AlNL'entreprise s'engage à fournir des produits et solutions en nitrure d'aluminium de haute qualité pour des secteurs tels que l'électronique, les semi-conducteurs et l'aérospatiale. Grâce à une qualité et un service exceptionnels, Xiamen Juci a gagné la confiance de ses clients du monde entier.
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