氮化铝陶瓷有哪些具体应用

   氮化铝陶瓷是一种综合性能优良的新型陶瓷材料，具有优良的热传导性，可靠的电绝缘性，低的介电常数和介电损耗，无毒以及与硅相匹配的热膨胀系数等一系列优良特性，被认为是新一代高集成度半导体基片和电子器件的理想封装材料。另外，氮化铝陶瓷可用作熔炼有色金属和半导体材料砷化镓的坩埚、蒸发舟、热电偶的保护管、高温绝缘件，同时可作为耐高温耐腐蚀结构陶瓷、透明氮化铝陶瓷制品，因而成为一种具有广泛应用前景的无机材料。
一、电子封装基片材料
高电阻率、高热导率和低介电常数是电子封装用基片材料的最基本要求。封装用基片还应与硅片具有良好的热匹配、易成型、高表面平整度、易金属化、易加工、低成本等特点和一定的力学性能。陶瓷由于具有绝缘性能好、化学性质稳定、热导率高、高频特性好等优点，成为最常用的基片材料。常用的陶瓷基片材料有氧化铍、氧化铝、氮化铝等，其中氧化铝陶瓷基板的热导率低，热膨胀系数和硅不太匹配；氧化铍虽然有优良的性能，但其粉末有剧毒；而氮化铝陶瓷具有高热导率、好的抗热冲击性、高温下依然拥有良好的力学性能，被认为是最理想的基板材料。
二、透明陶瓷材料
陶瓷的透明度，一般指能让一定的电磁频率范围内的电磁波通过，如红外频谱区域中的电磁波若能穿透陶瓷片，则该陶瓷片为红外透明陶瓷。纯净的AlN陶瓷为无色透明晶体，具有优异的光学性能，可以用作制造电子光学器件装备的高温红外窗口和整流罩的耐热涂层。因此，氮化铝陶瓷在军工方面具有很好的应用。
三、机械行业材料
氮化铝陶瓷拥有高硬度和高温强度性能，可用作切割工具、砂轮和拉丝模以及制造工具材料、金属陶瓷材料的原料。还具有优良的耐磨损性能，可用作耐磨损零件，但由于造价高，只能用于磨损严重的部位。将某些易氧化的金属或非金属表面包覆AlN涂层，可以提高其抗氧化、耐磨的性能；也可以用作防腐蚀涂层，如腐蚀性物质的处理器和容器的衬里等。
四、高温结构材料
氮化铝在陶瓷在常温和高温下都具有良好的耐蚀性、稳定性，在2450℃下才会发生分解，可以用作高温耐火材料，如坩埚、浇铸模具。氮化铝陶瓷能够不被铜、铝、银等物质润湿以及耐铝、铁、铝合金的溶蚀，可以成为良好的容器和高温保护层，如热电偶保护管和烧结器具；也可以抵御高温腐蚀性气体的侵蚀，用于制备氮化铝陶瓷静电卡盘这种重要的半导体制造装备的高端零部件。由于氮化铝对砷化镓等熔盐表现稳定，用氮化铝坩埚代替玻璃来合成砷化镓半导体，可以消除来自玻璃中硅的污染，获得高纯度的砷化镓半导体。
五、复合材料
环氧树脂/AlN复合材料：作为封装材料，需要良好的导热散热能力，且这种要求愈发严苛。环氧树脂作为一种有着很好的化学性能和力学稳定性的高分子材料，它固化方便，收缩率低，但导热能力不高。通过将导热能力优异的AlN纳米颗粒添加到环氧树脂中，可有效提高材料的热导率和强度。
TiN/AlN复合材料：TiN具有高熔点、硬度大、跟金属同等数量级的导电导热性以及耐腐蚀等优良性质。在AlN基体中添加少量TiN，根据导电渗流理论，当掺杂量达到一定阈值，在晶体中形成导电通路，可以明显调节AlN烧结体的体积电阻率，使之降低2~4个数量级。而且两种材料所制备的复合陶瓷材料具有双方各自的优势，高硬度且耐磨，也可以用作高级研磨材料。

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