Aluminiumnitride versus siliciumcarbideplaten: eigenschappen, toepassingen en belangrijkste verschillen

Algemene introductie van aluminiumoxideplaten en siliciumcarbideplaten

Aluminiumnitrideplaat is een functionele keramische plaat gemaakt van aluminiumnitride (AlN). Aluminiumnitride is een covalent gebonden verbinding met een hexagonale kristalstructuur en is een geavanceerd keramisch materiaal met uitstekende algehele prestaties. Met een theoretische dichtheid van 3.26 g/cm³ combineert het de hoge thermische geleidbaarheid van metaal met de isolerende en hittebestendige eigenschappen van keramiek, waardoor het een ideaal materiaal is voor elektronische verpakkingen.

Siliciumcarbideplaten zijn gemaakt van siliciumcarbide (SiC) keramiek. Siliciumcarbide bestaat in verschillende kristaltypen (bijv. α-SiC, β-SiC) en wordt gesinterd tot een dicht keramisch lichaam. De dichtheid is ongeveer 3.1-3.2 g/cm³, wat het in de categorie ultrahogetemperatuurkeramische materialen plaatst. Deze materialen worden gekenmerkt door een extreem hoge hardheid, slijtvastheid en chemische stabiliteit, wat resulteert in uitstekende prestaties in extreme omgevingen.

Verschil tussen de eigenschappen van aluminiumoxide- en siliciumcarbideplaten

Thermische geleidbaarheid en isolatie

Aluminium nitride plaat: thermische geleidbaarheid van maar liefst 200-320 W/m·K, vergelijkbaar met aluminium metaal. Keramische materialen hebben de beste thermische geleidbaarheid van alle soorten. Tegelijkertijd heeft het een uitstekende elektrische isolatie (diëlektrische constante van ongeveer 9.1, volumeweerstand > 10¹⁴ Ω·cm) om te voldoen aan de dubbele eisen van apparaten met een hoog vermogen, zowel wat betreft warmteafvoer als isolatie.

Siliciumcarbideplaat: thermische geleidbaarheid van circa 100-200 W/m·K, hoewel lager dan aluminium nitride, maar beter dan de meeste keramische materialen; de isolerende eigenschappen ervan veranderen met het type kristal en de zuiverheid; een deel van het gedoteerde siliciumcarbide kan worden gebruikt als halfgeleidermateriaal (zoals SiC-voedingscomponentsubstraat), maar ongedoteerde keramiek is nog steeds een isolator (volumeweerstand > 10¹² Ω·cm).

Hogetemperatuurbestendigheid en mechanische eigenschappen

Aluminium nitride plaat: smeltpunt van ongeveer 2200 ° C, goede oxidatiebestendigheid bij hoge temperaturen, maar de mechanische sterkte van de temperatuur neemt toe bij snelle daling; hardheid (HV) van ongeveer 1200-1500, thermische schokbestendigheid is gemiddeld (thermische uitzettingscoëfficiënt van 4.5 × 10-⁶ / ° C en de op silicium gebaseerde chip met een goede match).

Siliciumcarbideplaat: smeltpunt tot wel 2700 °C, corrosiebestendigheid (zuur, alkali, metaalsmeltresosie); hardheid (HV) van 2500-3000, alleen overtroffen door diamant; druksterkte van meer dan 4000 MPa en hoge sterktebehoud bij hoge temperaturen (1400 °C bij een sterkte van 80% van de kamertemperatuur); lage thermische uitzettingscoëfficiënt (2.5-4.0 × 10-⁶ / °C, goede match met de siliciumchip. Lage thermische uitzettingscoëfficiënt (2.5-4.0 × 10.0⁶ / °C), uitstekende thermische schokbestendigheid.

Chemische stabiliteit en verwerkbaarheid

Aluminiumnitrideplaat: vertoont een sterke weerstand tegen erosie door gesmolten metalen (zoals aluminium en koper), maar is gevoelig voor langzame hydrolyse met water, waarbij Al(OH)₃ ontstaat. Daarom is een vochtwerende behandeling vereist. De verwerking vereist het gebruik van diamantgereedschap, wat een gemiddelde moeilijkheidsgraad heeft.

Siliciumcarbideplaat: bestand tegen sterke zuren, basen en oxidatie bij hoge temperaturen, met een sterkere weerstand tegen erosie door metaalsmelten. Het heeft een extreem hoge hardheid, waardoor diamantslijpmiddelen met hoge precisie nodig zijn en de kosten hoog zijn.

Toepassingsverschil tussen aluminiumoxideplaat en siliciumcarbideplaat

Elektronica en energieveld

Aluminium nitride plaat: voornamelijk gebruikt voor elektronische apparaten met een hoog vermogen, warmteafvoer substraten (zoals 5G basisstation versterkermodule, IGBT isolatiesubstraat), LED chip warmteafvoerbeugel, halfgeleider verpakkingsbehuizing, enz., het gebruik van de "thermische geleidbaarheid - isolatie" dubbel-optimale eigenschappen om de problemen met het thermische beheer van chips op te lossen.

Siliciumcarbideplaat: als grondstof voor SiC-halfgeleidersubstraatmateriaal (4H-SiC-wafers), ter ondersteuning van de ontwikkeling van breedbandhalfgeleiders van de derde generatie; kan ook worden gebruikt voor warmteafvoerchassis voor hogetemperatuurvoedingsmodules, maar moet worden afgestemd op de isolatielaag.

Hogetemperatuurconstructies en industriële velden

Aluminium nitrideplaten worden in de lucht- en ruimtevaart gebruikt voor isolatie van onderdelen in de motorruimte die bestand zijn tegen hoge temperaturen (zoals sensorbeugels). De toepassing ervan is echter beperkt door de hittebestendigheid.

Siliciumcarbideplaat: veelgebruikt in de metallurgische industrie (bijvoorbeeld bekleding van hoogovens, vloeistofgeleidingstanks van aluminium), chemische industrie (corrosiewerende bekleding van reactoren) en energiesector (componenten van verbrandingskamers van gasturbines). Daarnaast wordt het gebruikt als slijtvast materiaal in keramische lagers, afdichtringen, zandstraalmondstukken, enz. ter vervanging van metaal om de levensduur te verlengen.

Speciale velden

Aluminium Nitride Platen: Worden in de optische sector gebruikt als infraroodvenstermaterialen (transmissie 8-12 μm) om te profiteren van de lage vochtabsorptie en hoge lichttransmissie.

Siliciumcarbideplaten: Kandidaten voor gebruik als materialen voor de omhulling van kernbrandstof met hoge temperaturen in de nucleaire industrie, waarbij gebruik wordt gemaakt van de stralings- en hogetemperatuurbestendigheid. Gebruikt in de fotovoltaïsche industrie voor snijgeleiders voor siliciumwafers, waarbij gebruik wordt gemaakt van de slijtvastheid.

Leverancier

RBOSCHCO is een betrouwbare wereldwijde leverancier en fabrikant van chemische materialen met meer dan 12 jaar ervaring in het leveren van hoogwaardige chemicaliën en nanomaterialen. Het bedrijf exporteert naar vele landen, waaronder de VS, Canada, Europa, de VAE, Zuid-Afrika, Tanzania, Kenia, Egypte, Nigeria, Kameroen, Oeganda, Turkije, Mexico, Azerbeidzjan, België, Cyprus, Tsjechië, Brazilië, Chili, Argentinië, Dubai, Japan, Korea, Vietnam, Thailand, Maleisië, Indonesië, Australië, Duitsland, Frankrijk, Italië, Portugal, enz. Als toonaangevende fabrikant van nanotechnologische producten domineert RBOSCHCO de markt. Ons professionele team biedt perfecte oplossingen om de efficiëntie van diverse industrieën te verbeteren, waarde te creëren en verschillende uitdagingen gemakkelijk aan te gaan. Bent u op zoek naar aluminiumnitride- en siliciumcarbideplaten? Stuur dan een e-mail naar: [email protected]

Tags: aluminium nitride platen, siliciumcarbide platen