Алуминиев нитрид срещу силициево-карбидни плочи: свойства, приложения и ключови разлики

Общо въведение на алуминиева плоча и силициево-карбидна плоча

Алуминиево-нитридната плоча е функционална керамична плоча, изработена от алуминиево-нитридна (AlN) керамика. Алуминиевият нитрид е ковалентно свързано съединение с хексагонална кристална структура и е усъвършенстван керамичен материал с отлични всеобхватни характеристики. С теоретична плътност от 3.26 g/cm³, той съчетава високата топлопроводимост на метала с изолацията и устойчивостта на високи температури на керамиката, което го прави идеален материал за електронни опаковки.

Силициево-карбидните плочи са изработени от силициево-карбидна (SiC) керамика. Силициевият карбид съществува в различни кристални видове (напр. α-SiC, β-SiC) и се синтерова, за да образува плътно керамично тяло. Плътността му е приблизително 3.1-3.2 g/cm³, което го поставя в категорията на ултрависокотемпературните керамични материали, характеризиращи се с изключително висока твърдост, износоустойчивост и химическа стабилност, което води до изключителни характеристики в екстремни условия.

Разлика между характеристиките на алуминиевата плоча и силициево-карбидната плоча

Топлопроводимост и изолация

Алуминиево-нитридна плоча: топлопроводимост до 200-320 W/m·K, близка до алуминия, керамичните материали имат най-добра топлопроводимост от един от видовете; в същото време има отлична електрическа изолация (диелектрична константа около 9.1, обемно съпротивление > 10¹⁴ Ω·cm), за да отговори на двойните изисквания на мощните устройства, както за разсейване на топлината, така и за изолация.

Силициево-карбидна плоча: топлопроводимост от около 100-200 W/m·K, макар и по-ниска от алуминиевия нитрид, но по-добра от повечето керамики; изолационните му свойства се променят в зависимост от вида на кристала и чистотата му, част от легирания силициев карбид може да се използва като полупроводников материал (като например SiC подложка за захранващи устройства), но нелегираната керамика все още е изолатор (обемно съпротивление > 10¹² Ω·cm).

Устойчивост на високи температури и механични свойства

Алуминиево-нитридна плоча: точка на топене около 2200°C, добра устойчивост на окисление при високи температури, но механичната якост се увеличава с бързото спадане на температурата; твърдост (HV) около 1200-1500, устойчивост на термичен удар е средна (коефициент на термично разширение 4.5 × 10⁶/°C, силициевият чип има добро съответствие).

Силициево-карбидна плоча: точка на топене до 2700°C, устойчивост на корозия (киселини, основи, ерозия от стопилка на метал); твърдост (HV) от 2500-3000, втора след диаманта; якост на натиск над 4000 MPa и висока степен на задържане на якост при високи температури (1400°C, когато якостта е 80% от стайната температура); нисък коефициент на термично разширение (2.5-4.0 × 10⁶/°C), добро съчетаване със силициевия чип. Нисък коефициент на термично разширение (2.5-4.0 × 10.0⁶/°C), отлична устойчивост на термичен удар.

Химична стабилност и обработваемост

Алуминиево-нитридна плоча: проявява силна устойчивост на ерозия от разтопени метали (като алуминий и мед), но е склонна към бавна хидролиза с вода, генерирайки Al(OH)₃. Следователно е необходима влагоустойчива обработка. Обработката изисква използването на диамантени инструменти, което е със средна трудност.

Силициево-карбидна плоча: устойчива на силни киселини, основи и високотемпературно окисление, с по-силна устойчивост на ерозия от метална стопилка. Тя има изключително висока твърдост, изискваща високопрецизни диамантени абразиви и е свързана с високи разходи.

Разлика в приложението между алуминиева плоча и силициево-карбидна плоча

Електроника и енергетика

Алуминиева нитридна плоча: използва се главно за високоенергийни електронни устройства, подложки за разсейване на топлината (като 5G усилвателен модул за базова станция, IGBT изолационна подложка), скоби за разсейване на топлината за LED чипове, обвивки за полупроводникови опаковки и др., като използва своите двойно оптимални характеристики „топлопроводимост - изолация“ за решаване на проблеми с управлението на температурата на чипа.

Силициево-карбидна плоча: като суровина за SiC полупроводников субстратен материал (4H-SiC пластини), подпомага разработването на широколентови полупроводници от трето поколение; може да се използва и за шасита за разсейване на топлината при висока температура на захранващи модули, но трябва да бъде съчетана с изолационния слой.

Високотемпературни конструкции и промишлени полета

Алуминиево-нитридната плоча се използва в аерокосмическата област за високотемпературни изолационни части в двигателния отсек (като скоби на сензори), но приложението ѝ е ограничено от високотемпературната ѝ якост.

Силициево-карбидна плоча: широко използвана в металургичната промишленост (напр. облицовка на доменни пещи, алуминиев резервоар за течности), химическата промишленост (устойчива на корозия облицовка на реактори), енергийната област (компоненти на горивни камери на газови турбини); освен това, като износоустойчив материал, използван в керамични лагери, уплътнителни пръстени, дюзи за пясъкоструене и др., за да замени металния материал, за да удължи живота.

Специални полета

Алуминиево-нитридни плочи: Използват се в оптичната област като материали за инфрачервени прозорци (пропускливост 8-12 μm), за да се възползват от ниската им абсорбция на влага и високата им пропускливост на светлина.

Силициево-карбидни плочи: Кандидати за материали за корпуси на ядрено гориво за високи температури в ядрената индустрия, използващи тяхната радиационна и високотемпературна устойчивост; използвани във фотоволтаичната индустрия за водачи за рязане на силициеви пластини, използващи тяхната устойчивост на абразия.

Доставчик

RBOSCHCO е надежден световен доставчик и производител на химически материали с над 12 години опит в предоставянето на висококачествени химикали и наноматериали. Компанията изнася в много страни, като САЩ, Канада, Европа, ОАЕ, Южна Африка, Танзания, Кения, Египет, Нигерия, Камерун, Уганда, Турция, Мексико, Азербайджан, Белгия, Кипър, Чехия, Бразилия, Чили, Аржентина, Дубай, Япония, Корея, Виетнам, Тайланд, Малайзия, Индонезия, Австралия, Германия, Франция, Италия, Португалия и др. Като водещ производител на нанотехнологични продукти, RBOSCHCO доминира на пазара. Нашият професионален екип предоставя перфектни решения, които помагат за подобряване на ефективността на различни индустрии, създаване на стойност и лесно справяне с различни предизвикателства. Ако търсите алуминиеви нитридни и силициево-карбидни плочи, моля, изпратете имейл на: [email protected]

Етикети: алуминиеви нитридни плочи, силициево-карбидни плочи