Il nitruro di alluminio è un composto a legame covalente, appartenente alla famiglia dei cristalli esagonali, con una struttura cristallina al piombo-zinco, di colore bianco o bianco grigiastro.
Formula chimica: AlN
Numero di accesso CAS: 24304-00-5
Peso molecolare: 40,9882
Nitruro di alluminio, composto di legame covalente, è un legame covalente di rete, che appartiene al diamante come nitruro, famiglia di cristalli esagonali, struttura cristallina di tipo Wurtzite, non tossico, bianco o grigio. Il nitruro di alluminio (AlN) è un minerale sintetizzato artificialmente che non esiste naturalmente in natura. La struttura cristallina di AlN è di tipo esagonale Wurtzite, che presenta i vantaggi di bassa densità (3,26 g/cm3), elevata resistenza, buona resistenza al calore (circa 3060 ℃ decomposizione), elevata conduttività termica, resistenza alla corrosione, ecc.
Il nitruro di alluminio (AlN) può essere stabilizzato fino a 2200 ℃. La forza della temperatura ambiente è elevata e la forza diminuisce lentamente con l'aumento della temperatura. Con una buona conduttività termica e un piccolo coefficiente di dilatazione termica, è un buon materiale antiurto resistente al calore. Forte resistenza all'erosione del metallo fuso, che lo rende un materiale da crogiolo ideale per la fusione e la colata di ferro puro, alluminio o leghe di alluminio.
AlN è un legame covalente di rete, un nitruro simile al diamante, che può essere stabilizzato a 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 ℃e il prodotto è una polvere da bianca a blu grigiastra. In alternativa, può essere sintetizzato dal sistema Al2O3-C-N2 a 1600~1750 ℃, risultando in una polvere bianca grigia. Oppure cloruro di alluminio e ammoniaca attraverso la reazione in fase vapore. Il rivestimento può essere sintetizzato mediante deposizione da vapore dal sistema AlCl3-NH3.
Il nitruro di alluminio fu sintetizzato per la prima volta nel 1877. Negli anni '80, poiché il nitruro di alluminio era un isolante ceramico (il materiale policristallino era 70-210 W · M − 1 · K − 1, e il singolo cristallo potrebbe arrivare fino a 275 W · M − 1 · K − 1), il nitruro di alluminio aveva un'elevata capacità di trasferimento del calore, quindi il nitruro di alluminio era ampiamente utilizzato nella microelettronica. A differenza dell'ossido di berillio, il nitruro di alluminio non è tossico. Il nitruro di alluminio è trattato con metallo, che può sostituire la bauxite e l'ossido di berillio per un gran numero di strumenti elettronici.
It can be prepared by the reduction of aluminum oxide 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 ℃ nell'aria, l'ossidazione si verifica sulla superficie della sostanza. A temperatura ambiente, sulla superficie della sostanza è ancora possibile rilevare pellicole di ossido con uno spessore di 5-10 nanometri. Fino al 1370 ℃, il film di ossido può ancora proteggere la sostanza. Ma quando la temperatura è superiore a 1370 ℃, si verificherà una grande quantità di ossidazione. Fino al 980 ℃, il nitruro di alluminio rimane relativamente stabile in idrogeno e anidride carbonica. Gli acidi minerali dissolvono lentamente le sostanze granulari invadendo i loro confini, mentre le basi forti dissolvono il nitruro di alluminio granulare invadendolo. La sostanza si idrolizzerà lentamente in acqua. Il nitruro di alluminio può resistere all'invasione della maggior parte dei sali fusi, compresi i cloruri e la criolite [cioè l'esafluoroalluminato di sodio].
caratteristica
(1) Alta conducibilità termica (circa 20W/m · K), vicino a BeO e SiC, più di 5 volte superiore a Al2O3;
(2) Coefficiente di dilatazione termica (4.5 × 10-6 ℃) e Si (3,5-4 × 10-6 ℃) e GaAs (6 × 10-6 ℃) corrispondenza;
(3) Varie proprietà elettriche (costante dielettrica, perdita dielettrica, resistività di volume, rigidità dielettrica) sono eccellenti;
(4) Buone proprietà meccaniche, maggiore resistenza alla flessione rispetto alle ceramiche Al2O3 e BeO e possono essere sinterizzate a pressione normale;
(5) Elevata purezza;
(6) Buone caratteristiche di trasmissione ottica;
(7) non tossico;
(8) Può essere prodotto utilizzando il processo di fusione. È un promettente substrato e materiale di imballaggio per circuiti integrati ad alta potenza.
applicazione
È un buon materiale antiurto resistente al calore e un materiale per crogiolo ideale per la fusione e la fusione di ferro puro, alluminio o lega di alluminio
Ci sono rapporti secondo cui la maggior parte della ricerca attuale sta sviluppando un diodo a emissione di luce (LED) basato su semiconduttore che funziona in luce ultravioletta, con una lunghezza d'onda di 250 nanometri. Nel maggio 2006 è stato pubblicato un rapporto in cui si affermava che un diodo inefficiente poteva emettere onde luminose con una lunghezza d'onda di 210 nanometri. Un gap energetico di 6,2 eV è stato misurato su un singolo cristallo di nitruro di alluminio utilizzando la riflettanza ultravioletta sotto vuoto. In teoria, il gap energetico consente il passaggio di alcune onde con una lunghezza d'onda di circa 200 nanometri. Ma quando viene implementato negli affari, è necessario superare molte difficoltà. Il nitruro di alluminio viene utilizzato nell'optoelettronica, inclusa l'interfaccia di memorizzazione ottica e la matrice elettronica come strato indotto, supporto per chip ad alta conduttività termica e uso militare.
A causa della piezoelettricità del nitruro di alluminio, l'estensione dell'estensionalità dei cristalli di nitruro di alluminio viene utilizzata anche per i rilevatori di onde acustiche di superficie. Il rivelatore sarà posizionato su un wafer di silicio. Solo pochissimi posti possono produrre in modo affidabile questi film sottili.
Le ceramiche al nitruro di alluminio hanno le caratteristiche di elevata temperatura ambiente e resistenza alle alte temperature, basso coefficiente di espansione e buona conduttività termica e possono essere utilizzate come materiali per scambiatori di calore per componenti strutturali ad alta temperatura.
Utilizzando la resistenza alla corrosione delle ceramiche al nitruro di alluminio su metalli e leghe come ferro e alluminio, può essere utilizzato come materiale per crogioli e stampi per colata per la fusione di metalli come Al, Cu, Ag e Pb.
informazioni sulla sicurezza
WGK Germania: 3
Categoria di pericolo: 4.1
Istruzioni di sicurezza: S26-S37/39
Livello di imballaggio: II
Codice trasporto merci pericolose: UN3178
Etichetta per merci pericolose: Xi: irritante;
Codice categoria di pericolo: R36/37/38
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