Le nitrure d'aluminium est un composé à liaison covalente, appartenant à la famille des cristaux hexagonaux, avec une structure cristalline plomb-zinc, qui est blanche ou blanc grisâtre.
Formule chimique : AIN
Numéro de connexion CAS : 24304-00-5
Poids moléculaire : 40,9882
Le nitrure d'aluminium, composé de liaison covalente, est une liaison covalente de réseau, qui appartient au diamant comme le nitrure, la famille des cristaux hexagonaux, la structure cristalline de type Wurtzite, non toxique, blanche ou grise. Le nitrure d'aluminium (AlN) est un minéral synthétisé artificiellement qui n'existe pas naturellement dans la nature. La structure cristalline de l'AlN est de type hexagonal Wurtzite, qui présente les avantages d'une faible densité (3,26 g/cm3), d'une résistance élevée, d'une bonne résistance à la chaleur (environ 3060 ℃ décomposition), conductivité thermique élevée, résistance à la corrosion, etc.
Le nitrure d'aluminium (AlN) peut être stabilisé jusqu'à 2200 ℃. La résistance à température ambiante est élevée et la résistance diminue lentement avec l'augmentation de la température. Avec une bonne conductivité thermique et un faible coefficient de dilatation thermique, c'est un bon matériau d'impact résistant à la chaleur. Forte résistance à l'érosion du métal en fusion, ce qui en fait un matériau de creuset idéal pour fondre et couler du fer pur, de l'aluminium ou des alliages d'aluminium.
AlN est une liaison covalente de réseau, un nitrure de type diamant, qui peut être stabilisé à 2200 ℃ at most. The room temperature strength is high, and the strength decreases slowly with the increase of temperature. With good thermal conductivity and small coefficient of thermal expansion, it is a good heat-resistant impact material. Strong resistance to molten metal erosion, making it an ideal crucible material for melting and casting pure iron, aluminum, or aluminum alloys. Aluminum nitride is still an electrical insulator with good dielectric properties, and it is also very promising for use as an electrical component. The aluminum nitride coating on the surface of gallium arsenide can protect it from ion implantation during annealing. Aluminum nitride is also a catalyst for transforming hexagonal Boron nitride into cubic Boron nitride. Slow reaction with water at room temperature. It can be synthesized from aluminum powder in ammonia or nitrogen atmosphere at 800-1000 ℃, et le produit est une poudre blanche à bleu grisâtre. Alternativement, il peut être synthétisé à partir du système Al2O3-C-N2 à 1600 ~ 1750 ℃, résultant en une poudre blanche grise. Ou Chlorure d'aluminium et ammoniac par réaction en phase vapeur. Le revêtement peut être synthétisé par dépôt en phase vapeur à partir du système AlCl3-NH3.
Le nitrure d'aluminium a été synthétisé pour la première fois en 1877. Dans les années 1980, parce que le nitrure d'aluminium était un isolant en céramique (le matériau polycristallin était de 70 à 210 W · m − 1 · K − 1, et le monocristal pourrait atteindre 275 W · m − 1 · K − 1), le nitrure d'aluminium avait une capacité de transfert de chaleur élevée, de sorte que le nitrure d'aluminium était largement utilisé en microélectronique. Contrairement à l'oxyde de béryllium, le nitrure d'aluminium est non toxique. Le nitrure d'aluminium est traité avec du métal, qui peut remplacer la bauxite et l'oxyde de béryllium pour un grand nombre d'instruments électroniques.
It can be prepared by the reduction of oxyde d'aluminium and carbon or by directly nitriding the metal aluminum. Aluminum nitride is a substance connected by Covalent bond. It has hexagonal crystal structure and is isomorphic with Zinc sulfide and fibrous zinc ore. The spatial group of this structure is P63mc. Industrial grade materials can only be manufactured by hot pressing and welding. Substances are very stable in inert high-temperature environments. When the temperature is above 700 ℃ dans l'air, l'oxydation se produit à la surface de la substance. À température ambiante, des films d'oxyde d'une épaisseur de 5 à 10 nanomètres peuvent encore être détectés à la surface de la substance. Jusqu'en 1370 ℃, le film d'oxyde peut encore protéger la substance. Mais quand la température est supérieure à 1370 ℃, une grande quantité d'oxydation se produira. Jusqu'en 980 ℃, le nitrure d'aluminium reste relativement stable dans l'hydrogène et le dioxyde de carbone. Les acides minéraux dissolvent lentement les substances granulaires en envahissant leurs limites, tandis que les bases fortes dissolvent le nitrure d'aluminium granulaire en l'envahissant. La substance s'hydrolyse lentement dans l'eau. Le nitrure d'aluminium peut résister à l'invasion de la plupart des sels fondus, y compris les chlorures et la cryolite [c'est-à-dire l'hexafluoroaluminate de sodium].
caractéristique
(1) conductivité thermique élevée (environ 20W/m · K), proche de BeO et SiC, plus de 5 fois supérieur à Al2O3 ;
(2) Coefficient de dilatation thermique (4,5 × 10-6 ℃) et Si (3,5-4 × 10-6 ℃) et GaAs (6 × 10-6 ℃) correspondant à;
(3) Diverses propriétés électriques (constante diélectrique, perte diélectrique, résistivité volumique, rigidité diélectrique) sont excellentes ;
(4) Bonnes propriétés mécaniques, résistance à la flexion plus élevée que les céramiques Al2O3 et BeO, et peut être frittée sous pression normale;
(5) Haute pureté;
(6) Bonnes caractéristiques de transmission optique ;
(7) non toxique ;
(8) Peut être produit par moulage. C'est un substrat et un matériau d'emballage prometteurs pour les circuits intégrés à haute puissance.
application
C'est un bon matériau d'impact résistant à la chaleur et un matériau de creuset idéal pour la fusion et la coulée de fer pur, d'aluminium ou d'alliage d'aluminium.
Il existe des rapports selon lesquels la plupart des recherches actuelles développent une diode électroluminescente (LED) à base de semi-conducteur qui fonctionne dans la lumière ultraviolette, avec une longueur d'onde de 250 nanomètres. En mai 2006, un rapport indiquait qu'une diode inefficace pouvait émettre des ondes lumineuses d'une longueur d'onde de 210 nanomètres. Un écart d'énergie de 6,2 eV a été mesuré sur un seul cristal de nitrure d'aluminium en utilisant la réflectance ultraviolette du vide. En théorie, la bande interdite laisse passer certaines ondes d'une longueur d'onde d'environ 200 nanomètres. Mais lorsqu'il est mis en œuvre dans les entreprises, de nombreuses difficultés doivent être surmontées. Le nitrure d'aluminium est utilisé en optoélectronique, y compris l'interface de stockage optique et la matrice électronique en tant que couche induite, support de puce sous haute conductivité thermique et à usage militaire.
En raison de la piézoélectricité du nitrure d'aluminium, l'extension Extensionality des cristaux de nitrure d'aluminium est également utilisée pour les détecteurs d'ondes acoustiques de surface. Le détecteur sera placé sur une tranche de silicium. Seuls très peu d'endroits peuvent fabriquer de manière fiable ces films minces.
Les céramiques de nitrure d'aluminium ont les caractéristiques d'une température ambiante élevée et d'une résistance à haute température, d'un faible coefficient de dilatation et d'une bonne conductivité thermique, et peuvent être utilisées comme matériaux d'échangeur de chaleur pour les composants structurels à haute température.
Utilisant la résistance à la corrosion des céramiques de nitrure d'aluminium aux métaux et alliages tels que le fer et l'aluminium, il peut être utilisé comme matériau de creuset et de moule de coulée pour la fusion de métaux tels que Al, Cu, Ag et Pb.
Information de sécurité
WGK Allemagne : 3
Catégorie de danger : 4.1
Consignes de sécurité : S26-S37/39
Niveau d'emballage : II
Code de transport des marchandises dangereuses : UN3178
Etiquette marchandises dangereuses : Xi : Irritant ;
Code de catégorie de danger : R36/37/38
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