了解新型无机材料——氮化铝（AlN）陶瓷

氮化铝 (AlN) 是一种共价化合物，具有六方纤锌矿晶体结构，其晶格常数为 a = 0.3110 nm，c = 0.4978 nm。在该结构中，铝 (Al) 原子以六方密排结构排列，而氮 (N) 原子占据了四面体间隙的一半，形成扭曲的 [AlN₄] 四面体——沿 c 轴方向的 Al-N 键长为 0.1917 nm，其余三个方向的键长为 0.1885 nm。高纯度 氮化铝陶瓷 理论上是无色透明的，但实际使用中，由于含有杂质，往往呈现灰白色或淡黄色。

这种纤锌矿型共价晶体基于[AlN₄]四面体骨架，密度为3.26 g/cm³，在常压下分解温度为2480°C。该陶瓷材料具有以下优异性能：

①室温下机械强度高（随温度升高而逐渐降低）

②优异的导热性

③介电常数低，损耗小

④热膨胀系数小

⑤优异的化学惰性和生物相容性

⑥粉末合成法

AlN陶瓷的优异性能源于 高品质AlN粉末，可以通过多种技术制备：

①直接氮化

②碳热还原法

③高能球磨

④自蔓延高温合成（SHS）

⑤原位反应合成

⑥等离子体辅助化学气相沉积（CVD）

⑦溶剂热合成

⑧有机金属盐分解

成型技术

陶瓷成型工艺主要分为两种：

（1）干成型（适用于形状简单、成本较高的产品）：

传统模压

冷等静压（CIP）

（2）湿成型（适用于复杂几何形状和低成本大规模生产）：

流延成型

注浆成型

注塑成型

凝胶注模成型

（3）烧结方法

添加添加剂烧结

放电等离子烧结（SPS）

微波烧结

无压烧结

应用

AlN陶瓷具有较高的体积电阻率、绝缘强度、热导率和低介电损耗，广泛应用于：

绝缘 AlN基板 用于大功率半导体器件

散热AlN基板 用于超大规模集成电路（ULSI）

高频信号处理器中的表面声波 (SAW) 设备（利用其高声速） 高温AlN坩埚 （1300–2000°C）（由于出色的热稳定性）

当前研究重点

主要集中在：

降低高纯度粉末的合成成本

实现低温致密化烧结

稳定高质量流延基材

如果能够克服这些技术挑战，AlN陶瓷将在微电子和其他高科技行业得到更广泛的应用。

关于厦门钜瓷科技有限公司

厦门钜瓷科技有限公司是一家专注于高性能陶瓷材料研发、生产和销售的高新技术企业。作为一家领先的AlN粉末制造商，公司致力于为电子、半导体、航空航天等行业提供高品质的氮化铝系列产品及解决方案，凭借卓越的品质和服务，赢得了全球客户的广泛信赖。

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