El nitruro de aluminio es un compuesto de enlace covalente, perteneciente a la familia de cristales hexagonales.

El nitruro de aluminio es un compuesto de enlace covalente, perteneciente a la familia de los cristales hexagonales, con estructura cristalina de plomo-zinc, de color blanco o blanco grisáceo.

Fórmula química: AlN

Número de inicio de sesión CAS: 24304-00-5

Peso molecular: 40.9882

El nitruro de aluminio, compuesto de enlace covalente, es un enlace covalente de red, que pertenece al nitruro de diamante, familia de cristales hexagonales, estructura cristalina tipo wurtzita, no tóxico, blanco o gris. El nitruro de aluminio (AlN) es un mineral sintetizado artificialmente que no existe de forma natural en la naturaleza. La estructura cristalina de AlN es de tipo wurtzita hexagonal, que tiene las ventajas de baja densidad (3,26 g/cm3), alta resistencia, buena resistencia al calor (alrededor de 3060 ℃ descomposición), alta conductividad térmica, resistencia a la corrosión, etc.

El nitruro de aluminio (AlN) se puede estabilizar hasta 2200 ℃. La resistencia a temperatura ambiente es alta y la resistencia disminuye lentamente con el aumento de la temperatura. Con buena conductividad térmica y pequeño coeficiente de expansión térmica, es un buen material de impacto resistente al calor. Gran resistencia a la erosión del metal fundido, lo que lo convierte en un material de crisol ideal para fundir y colar hierro puro, aluminio o aleaciones de aluminio.

AlN es un enlace covalente de red, un nitruro similar al diamante, que se puede estabilizar a 2200 ℃ como máximo. La resistencia a temperatura ambiente es alta, y la resistencia disminuye lentamente con el aumento de la temperatura. Con una buena conductividad térmica y un pequeño coeficiente de dilatación térmica, es un buen material de impacto resistente al calor. Presenta una gran resistencia a la erosión del metal fundido, lo que lo convierte en un material de crisol ideal para fundir y colar hierro puro, aluminio o aleaciones de aluminio. El nitruro de aluminio sigue siendo un aislante eléctrico con buenas propiedades dieléctricas, y también es muy prometedor para su uso como componente eléctrico. El recubrimiento de nitruro de aluminio de la superficie del arseniuro de galio puede protegerlo de la implantación de iones durante el recocido. El nitruro de aluminio es también un catalizador para la transformación de arseniuro de galio hexagonal en arseniuro de galio. Nitruro de boro en cúbico Nitruro de boro. Reacción lenta con agua a temperatura ambiente. Se puede sintetizar a partir de polvo de aluminio en atmósfera de amoníaco o nitrógeno a 800-1000. ℃, y el producto es un polvo blanco a azul grisáceo. Alternativamente, se puede sintetizar a partir del sistema Al2O3-C-N2 a 1600~1750 ℃, dando como resultado un polvo blanco grisáceo. O cloruro de aluminio y amoníaco a través de la reacción en fase de vapor. El recubrimiento se puede sintetizar por deposición de vapor a partir del sistema AlCl3-NH3.

El nitruro de aluminio se sintetizó por primera vez en 1877. En la década de 1980, debido a que el nitruro de aluminio era un aislante cerámico (el material policristalino era 70-210 W · metro − 1 · k − 1, y el monocristal podría tener una potencia de hasta 275 W · metro − 1 · k − 1), el nitruro de aluminio tenía una alta capacidad de transferencia de calor, por lo que el nitruro de aluminio se usaba ampliamente en microelectrónica. A diferencia del óxido de berilio, el nitruro de aluminio no es tóxico. El nitruro de aluminio se trata con metal, que puede reemplazar a la bauxita y al óxido de berilio en una gran cantidad de instrumentos electrónicos.

Puede prepararse mediante la reducción de óxido de aluminio y carbono o nitrurando directamente el aluminio metálico. El nitruro de aluminio es una sustancia unida por enlace covalente. Tiene una estructura cristalina hexagonal e isomorfa con el sulfuro de zinc y el mineral de zinc fibroso. El grupo espacial de esta estructura es P63mc. Los materiales de calidad industrial sólo pueden fabricarse mediante prensado en caliente y soldadura. Las sustancias son muy estables en ambientes inertes de alta temperatura. Cuando la temperatura es superior a 700 ℃ en el aire, la oxidación se produce en la superficie de la sustancia. A temperatura ambiente, todavía se pueden detectar películas de óxido con un espesor de 5 a 10 nanómetros en la superficie de la sustancia. Hasta 1370 ℃, la película de óxido todavía puede proteger la sustancia. Pero cuando la temperatura es superior a 1370 ℃, se producirá una gran cantidad de oxidación. Hasta 980 ℃, el nitruro de aluminio permanece relativamente estable en hidrógeno y dióxido de carbono. Los ácidos minerales disuelven lentamente las sustancias granulares invadiendo sus límites, mientras que las bases fuertes disuelven el nitruro de aluminio granular invadiéndolo. La sustancia se hidrolizará lentamente en agua. El nitruro de aluminio puede resistir la invasión de la mayoría de las sales fundidas, incluidos los cloruros y la criolita [es decir, el hexafluoroaluminato de sodio].

característica

(1) Alta conductividad térmica (alrededor de 20 W/m · K), cerca de BeO y SiC, más de 5 veces mayor que Al2O3;

(2) Coeficiente de dilatación térmica (4,5 × 10-6 ℃) y Si (3.5-4 × 10-6 ℃) y GaAs (6 × 10-6 ℃) coincidencia;

(3) Varias propiedades eléctricas (constante dieléctrica, pérdida dieléctrica, resistividad volumétrica, rigidez dieléctrica) son excelentes;

(4) Buenas propiedades mecánicas, mayor resistencia a la flexión que las cerámicas Al2O3 y BeO, y se puede sinterizar a presión normal;

(5) Alta pureza;

(6) Buenas características de transmisión óptica;

(7) No tóxico;

(8) Se puede producir mediante el proceso de fundición. Es un sustrato prometedor y material de empaque para circuitos integrados de alta potencia.

solicitud

Es un buen material de impacto resistente al calor y un material de crisol ideal para fundir y moldear hierro puro, aluminio o aleaciones de aluminio.

Hay informes de que la investigación más actual está desarrollando un diodo emisor de luz (LED) basado en semiconductores que opera en luz ultravioleta, con una longitud de onda de 250 nanómetros. En mayo de 2006, hubo un informe que afirmaba que un diodo ineficiente podía emitir ondas de luz con una longitud de onda de 210 nanómetros. Se midió una brecha de energía de 6,2 eV en un solo cristal de nitruro de aluminio usando reflectancia ultravioleta de vacío. En teoría, la brecha de energía permite el paso de algunas ondas con una longitud de onda de aproximadamente 200 nanómetros. Pero cuando se implementa en los negocios, se deben superar muchas dificultades. El nitruro de aluminio se usa en optoelectrónica, incluida la interfaz de almacenamiento óptico y la matriz electrónica como capa inducida, portador de chips con alta conductividad térmica y uso militar.

Debido a la piezoelectricidad del nitruro de aluminio, la extensión de extensionalidad de los cristales de nitruro de aluminio también se utiliza para detectores de ondas acústicas de superficie. El detector se colocará en una oblea de silicio. Solo muy pocos lugares pueden fabricar de manera confiable estas películas delgadas.

Las cerámicas de nitruro de aluminio tienen las características de alta temperatura ambiente y resistencia a altas temperaturas, bajo coeficiente de expansión y buena conductividad térmica, y pueden usarse como materiales de intercambio de calor para componentes estructurales de alta temperatura.

Aprovechando la resistencia a la corrosión de las cerámicas de nitruro de aluminio para metales y aleaciones como el hierro y el aluminio, se puede utilizar como material de crisol y molde de fundición para fundir metales como Al, Cu, Ag y Pb.

Informacion de seguridad

WGK Alemania: 3

Categoría de peligro: 4.1

Instrucciones de seguridad: S26-S37/39

Nivel de embalaje: II

Código de transporte de mercancías peligrosas: UN3178

Etiqueta de mercancías peligrosas: Xi: Irritante;

Código de categoría de peligro: R36/37/38