Aliuminio nitrido ir silicio karbido plokštės: savybės, pritaikymas ir pagrindiniai skirtumai

Bendras aliuminio oksido plokštės ir silicio karbido plokštės įvadas

Aliuminio nitrido plokštė yra funkcionali keraminė plokštė, pagaminta iš aliuminio nitrido (AlN) keramikos. Aliuminio nitridas yra kovalentinio ryšio junginys su šešiakampe kristaline struktūra ir pažangi keraminė medžiaga, pasižyminti puikiomis visapusiškomis savybėmis. Teorinis 3.26 g/cm³ tankis sujungia didelį metalo šilumos laidumą su keramikos izoliacija ir atsparumu aukštai temperatūrai, todėl tai ideali medžiaga elektroninėms pakuotėms.

Silicio karbido plokštės gaminamos iš silicio karbido (SiC) keramikos. Silicio karbidas egzistuoja įvairių kristalų pavidalu (pvz., α-SiC, β-SiC) ir yra sukepinamas, kad sudarytų tankų keraminį kūną. Jo tankis yra maždaug 3.1–3.2 g/cm³, todėl jis priskiriamas itin aukštos temperatūros keraminių medžiagų kategorijai, pasižyminčiai itin dideliu kietumu, atsparumu dilimui ir cheminiu stabilumu, todėl pasižymi puikiomis eksploatacinėmis savybėmis ekstremalioje aplinkoje.

Aliuminio oksido plokštės ir silicio karbido plokštės savybių skirtumas

Šilumos laidumas ir izoliacija

Aliuminio nitrido plokštė: šilumos laidumas siekia 200–320 W/m·K, artimas aliuminio metalui; keraminės medžiagos pasižymi geriausiu vienos iš rūšių šilumos laidumu; tuo pačiu metu pasižymi puikia elektros izoliacija (dielektrinė konstanta apie 9.1, tūrinė varža > 10¹⁴ Ω·cm), kad atitiktų dvigubus didelės galios įrenginių reikalavimus – tiek šilumos išsklaidymą, tiek izoliaciją.

Silicio karbido plokštė: šilumos laidumas yra apie 100–200 W/m·K, nors ir mažesnis nei aliuminio nitrido, bet geresnis nei daugumos keramikos; jos izoliacinės savybės kinta priklausomai nuo kristalo tipo ir grynumo, dalis legiruoto silicio karbido gali būti naudojama kaip puslaidininkinė medžiaga (pvz., SiC maitinimo įrenginių substratas), tačiau nelegiruota keramika vis tiek yra izoliatorius (tūrinė varža > 10¹² Ω·cm).

Atsparumas aukštai temperatūrai ir mechaninės savybės

Aliuminio nitrido plokštė: lydymosi temperatūra apie 2200 °C, geras atsparumas oksidacijai aukštoje temperatūroje, tačiau mechaninis stiprumas sparčiai didėja mažėjant temperatūrai; kietumas (HV) apie 1200–1500, vidutinis atsparumas terminiam smūgiui (šiluminio plėtimosi koeficientas 4.5 × 10⁶/°C, geras suderinamumas su silicio pagrindu pagaminta plokšte).

Silicio karbido plokštė: lydymosi temperatūra iki 2700 °C, atsparumas korozijai (rūgštims, šarmams, metalo lydalo erozijai); kietumas (HV) 2500–3000, antras po deimanto; gniuždymo stipris didesnis nei 4000 MPa, didelis stiprumo išlaikymo greitis aukštoje temperatūroje (1400 °C, kai stiprumas 80 % kambario temperatūros); mažas šiluminio plėtimosi koeficientas (2.5–4.0 × 10⁶/°C, gerai dera su silicio lustu. Mažas šiluminio plėtimosi koeficientas (2.5–4.0 × 10.0⁶/°C), puikus atsparumas šiluminiam smūgiui.

Cheminis stabilumas ir apdorojamumas

Aliuminio nitrido plokštė: pasižymi dideliu atsparumu išlydytų metalų (pvz., aliuminio ir vario) erozijai, tačiau linkusi lėtai hidrolizuotis su vandeniu, susidarant Al(OH)₃. Todėl reikalingas drėgmei atsparus apdorojimas. Apdorojimui reikia naudoti deimantinius įrankius, o tai yra vidutinio sudėtingumo.

Silicio karbido plokštė: atspari stiprioms rūgštims, šarmams ir aukštos temperatūros oksidacijai, pasižymi didesniu atsparumu metalo lydalo erozijai. Ji pasižymi itin dideliu kietumu, todėl reikalingi didelio tikslumo deimantiniai abrazyvai ir didelės išlaidos.

Aliuminio oksido plokštės ir silicio karbido plokštės taikymo skirtumas

Elektronikos ir energetikos sritis

Aliuminio nitrido plokštė: daugiausia naudojama didelės galios elektroniniuose įrenginiuose, šilumos išsklaidymo substratuose (pvz., 5G bazinės stoties stiprintuvo moduliuose, IGBT izoliaciniuose substratuose), LED lustų šilumos išsklaidymo laikikliuose, puslaidininkių pakuotės apvalkaluose ir kt., jos „šilumos laidumo – izoliacijos“ dvigubos optimalios savybės naudojamos lustų šilumos valdymo problemoms spręsti.

Silicio karbido plokštė: kaip SiC puslaidininkinio substrato medžiagos (4H-SiC plokštelių) žaliava, padedanti kurti trečios kartos plačiajuosčius puslaidininkius; taip pat gali būti naudojama aukštos temperatūros maitinimo modulio šilumos išsklaidymo važiuoklei, tačiau ji turi būti suderinta su izoliacijos sluoksniu.

Aukštos temperatūros konstrukcijos ir pramonės laukai

Aliuminio nitrido plokštė naudojama aviacijos ir kosmoso srityje variklio skyriaus aukštos temperatūros izoliacinėms dalims (pvz., jutiklių laikikliams), tačiau jos taikymą riboja jos atsparumas aukštai temperatūrai.

Silicio karbido plokštė: plačiai naudojama metalurgijos pramonėje (pvz., aukštakrosnių pamušaluose, aliuminio skysčių kreipiamuosiuose bakuose), chemijos pramonėje (korozijai atsparių reaktoriaus pamušalų gamybai), energetikos srityje (dujų turbinų degimo kameros komponentuose); be to, kaip dilimui atspari medžiaga, naudojama keraminiuose guoliuose, sandarinimo žieduose, smėliasrovės antgaliuose ir kt., siekiant pakeisti metalines medžiagas ir pailginti jų tarnavimo laiką.

Specialūs laukai

Aliuminio nitrido plokštės: optikos srityje naudojamos kaip infraraudonųjų spindulių langų medžiagos (pralaidumas 8–12 μm), siekiant pasinaudoti mažu drėgmės sugėrimu ir dideliu šviesos pralaidumu.

Silicio karbido plokštės: potencialios kaip aukštos temperatūros branduolinio kuro korpusų medžiagos branduolinėje pramonėje, išnaudojant jų atsparumą spinduliuotei ir aukštai temperatūrai; naudojamos fotovoltinių elementų pramonėje silicio plokštelių pjovimo kreiptuvams, išnaudojant jų atsparumą dilimui.

Tiekėjas

„RBOSCHCO“ yra patikimas pasaulinis cheminių medžiagų tiekėjas ir gamintojas, turintis daugiau nei 12 metų patirtį tiekiant itin aukštos kokybės chemines medžiagas ir nanomedžiagas. Įmonė eksportuoja savo produkciją į daugelį šalių, tokių kaip JAV, Kanada, Europa, JAE, Pietų Afrika, Tanzanija, Kenija, Egiptas, Nigerija, Kamerūnas, Uganda, Turkija, Meksika, Azerbaidžanas, Belgija, Kipras, Čekija, Brazilija, Čilė, Argentina, Dubajus, Japonija, Korėja, Vietnamas, Tailandas, Malaizija, Indonezija, Australija, Vokietija, Prancūzija, Italija, Portugalija ir kt. Kaip pirmaujanti nanotechnologijų kūrimo gamintoja, „RBOSCHCO“ dominuoja rinkoje. Mūsų profesionali darbo komanda siūlo puikius sprendimus, padedančius pagerinti įvairių pramonės šakų efektyvumą, kurti vertę ir lengvai susidoroti su įvairiais iššūkiais. Jei ieškote aliuminio nitrido ir silicio karbido plokščių, siųskite el. laišką adresu: [email protected]

Žymos: aliuminio nitrido plokštės, silicio karbido plokštės