Alüminyum nitrür seramik, yüksek ısı iletkenliği, iyi elektrik yalıtımı ve yüksek sıcaklık ortamında dielektrik özellikler, yüksek sıcaklıklarda yüksek malzeme mukavemeti, yarı iletken silikon malzemelerle eşleşen düşük ısı genleşme katsayısı, toksik olmayan vb. Alüminyum nitrür seramiğin çekirdek ve anahtar performans indeksi yüksek ısı iletkenliğidir. Alüminyum nitrürün ısı iletkenliği teoride 320W/(m·K)'ye ulaşabilse de, gerçek ürünlerin ısı iletkenliği alüminyum nitrürdeki safsızlık ve kusurlardan kaynaklanır. Fiyat 200W/(m·K)'den azdır. Alüminyum nitrür seramiklerinin ısı iletkenliğini etkileyen ana faktörler kristal kafes, yoğunluk, mikroyapı ve toz saflığının oksijen içeriğidir. Aşağıda birkaç ana faktöre giriş yer alıyor.
1. Oksijen içeriği ve safsızlıklar
Alüminyum nitrür seramikleri için, oksijene olan güçlü yakınlığı nedeniyle, çeşitli kusurlarla doğrudan ilişkili olan ve alüminyum nitrürün termal iletkenliğini etkileyen ana kaynak olan sinterleme işlemi sırasında oksijen safsızlıklarının AlN kafesine yayılması kolaydır. Fonon kusurlu saçılmada, ana rol safsızlık oksijen ve alümina varlığıdır. Alüminyum nitrür kolayca hidrolize ve oksitlendiği için yüzeyde bir alüminyum oksit filmi oluşur ve alüminyum oksit alüminyum nitrür kristal kafese çözülür. Alüminyum nitrür kristal kafesin anharmonik görünmesini, fonon saçılımını etkilemesini, böylece alüminyum nitrür seramiklerinin termal iletkenliğinin keskin bir şekilde azaltılmasını sağlayın.
2. Yoğunluk
Alüminyum nitrürün termal iletkenliğine göre, düşük yoğunluklu numunelerdeki çok sayıda gözenek fononların saçılmasını etkileyecek, ortalama serbest yollarını azaltacak ve böylece alüminyum nitrür seramiklerinin termal iletkenliğini azaltacaktır. Aynı zamanda, düşük yoğunluklu numunelerin mekanik özellikleri ilgili uygulamaların gereksinimlerini karşılamayabilir. Bu nedenle, yüksek yoğunluk, alüminyum nitrür seramiklerinin yüksek ısı iletkenliğine sahip olması için bir ön koşuldur.
3. Mikroyapı
Alüminyum nitrürlü seramiklerin mikroyapısı termodinamik özellikleri ile birebir yazışmalara sahiptir. Mikroyapı tahıl boyutunu, morfolojisini ve tahıl sınırının ikinci aşamasının içeriğini ve dağılımını içerir. Gerçek alüminyum nitrür seramik, esas olarak alüminyum nitrür kristal fazı, alüminyum ikinci faz (tahıl sınır aşaması) ve gözenekler ve diğer kusurlardan oluşan çok fazlı bir polikristaldir. Alüminyum nitrür kafes kusurlarını incelemenin yanı sıra, birçok insan kristal tanelerini, tahıl sınır morfolojisini, bileşimini, doğasını, içeriğini ve alüminyum nitridin tahıl sınır aşamasının dağılımını ve termal iletkenlikle ilişkilerini de incelemiştir. Kapsamlı araştırmalardan sonra, genellikle alüminat ikinci fazın dağılımının termal iletkenlik üzerinde en önemli etkiye sahip olduğuna inanılmaktadır.
