Aluminiumnitrid-Trockenpresskeramik ist ein Hochleistungskeramikmaterial, das für seine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, hohe elektrische Isolierung und thermische Stabilität bekannt ist. Aluminiumnitrid-Keramik, die durch Trockenpressen hergestellt wird, wird häufig in Elektronik- und Wärmemanagementanwendungen eingesetzt, bei denen eine effiziente Wärmeableitung und elektrische Isolierung entscheidend sind. Das Trockenpressen ist ein gängiges Herstellungsverfahren für AlN-Keramik, das die Herstellung präziser Formen und dichter Strukturen ermöglicht und sich daher ideal für Substrate, Isolatoren und Komponenten in Hochleistungsgeräten eignet.
Aluminiumnitrid (AlN): AlN besteht aus Aluminium und Stickstoff und ist eine kovalent gebundene Verbindung, die der Keramik ihre hohe Wärmeleitfähigkeit und hervorragende elektrische Isolationseigenschaften verleiht. Dichte Mikrostruktur: Durch das Trockenpressen werden dichte, gleichmäßige Keramiken mit minimaler Porosität hergestellt, was zu einer verbesserten Festigkeit und Haltbarkeit führt.
Hohe Wärmeleitfähigkeit: Aluminiumnitrid-Trockenpresskeramiken haben eine der höchsten Wärmeleitfähigkeiten unter den keramischen Materialien, typischerweise bei etwa 170-200 W/m·K. Diese Eigenschaft macht es hervorragend für die Wärmeableitung in elektronischen Geräten geeignet. Hohe elektrische Isolierung: Mit einer hohen Durchschlagsfestigkeit dienen AlN-Keramiken als wirksame elektrische Isolatoren, die unerwünschten Stromfluss und elektrische Interferenzen verhindern. Thermische Stabilität: AlN behält seine Eigenschaften bei hohen Temperaturen (bis zu etwa 1000 °C in inerten Umgebungen) bei, wodurch es für Hochtemperaturanwendungen geeignet ist.
Inertheit gegenüber vielen Chemikalien: AlN ist im Allgemeinen resistent gegen Korrosion durch die meisten Chemikalien, obwohl es im Laufe der Zeit anfällig für Hydrolyse in Gegenwart von Wasserdampf oder feuchten Umgebungen sein kann. Nicht oxidierend: AlN ist in inerten und stickstoffreichen Atmosphären stabil, kann aber bei sehr hohen Temperaturen an der Luft oxidieren und eine Aluminiumoxid (Al₂O₃)-Schicht auf der Oberfläche bilden.
Trockenpressverfahren: Bei diesem Verfahren wird AlN-Pulver unter hohem Druck in eine Form gepresst, um eine gewünschte Form zu erreichen. Der Kompakt wird dann bei hohen Temperaturen gesintert, um eine dichte Keramik mit minimaler Schrumpfung zu erzeugen. Vorteile: Das Trockenpressen ermöglicht präzise Formen, eine gleichmäßige Dichte und ist kostengünstig für die Herstellung großer Mengen von Bauteilen mit gleichbleibender Qualität.
Elektronische Substrate: Aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit und elektrischen Isolierung werden AlN-Keramiken häufig als Substrate in Leistungselektronik, LED-Modulen und anderen elektronischen Hochleistungsgeräten verwendet. Kühlkörper und Wärmemanagementkomponenten: Die Wärmeleitfähigkeit von AlN macht es ideal für Komponenten, die Wärme in Hochleistungsgeräten wie Transistoren, Thyristoren und Hochfrequenzschaltungen ableiten. Isolierende Komponenten in Hochspannungsanwendungen: Aufgrund seiner Durchschlagsfestigkeit und Stabilität eignet sich AlN für Isolatoren in Geräten, die mit hohen Spannungen betrieben werden. Halbleiterverarbeitungsausrüstung: AlN wird aufgrund seiner chemischen Inertheit und thermischen Stabilität in der Halbleiterherstellung verwendet und bietet ein langlebiges und hitzebeständiges Material für Verarbeitungsanlagen.
Zerbrechlichkeit: Obwohl sie dicht und stark ist, kann Aluminiumnitrid-Trockenpresskeramik spröde sein, daher wird eine sorgfältige Handhabung empfohlen, um Brüche oder Späne zu vermeiden. Lagerung: Um Hydrolyse oder Degradation zu vermeiden, sollte Aluminiumnitrid-Trockenpresskeramik idealerweise in trockenen Umgebungen mit geringer Luftfeuchtigkeit gelagert werden, wenn eine längere Einwirkung von Feuchtigkeit ein Problem darstellt.
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