Warum Aluminiumnitridpulver modifizieren?

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Aluminiumnitrid (AlN), ein anorganisches, nichtmetallisches Material aus Diamantnitrid, hat aufgrund seiner ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit, seines guten Wärmeausdehnungskoeffizienten, seiner hohen Isolierfähigkeit und seiner hervorragenden Beständigkeit gegen die Erosion durch geschmolzenes Metall breite Anwendungsmöglichkeiten in der Mikroelektronik, der Halbleiterindustrie, der Luft- und Raumfahrt und in anderen Bereichen gefunden. Allerdings ist Aluminiumnitridpulver stark hydrophil, was seine Stabilität und Leistung in praktischen Anwendungen stark einschränkt. Daher ist es besonders wichtig, das Aluminiumnitridpulver zu modifizieren.

Eigenschaften und Anwendungen von Aluminiumnitrid-Pulver
Aluminiumnitridpulver hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit (theoretischer Wert von 320 W/(m - K), der tatsächliche Wert kann 100-280 W/(m - K) erreichen), einen guten Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine hohe Isolierung und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen die Erosion von geschmolzenem Metall. Diese Eigenschaften machen es zu einem idealen Rohstoff für die Herstellung von Hochleistungs-Aluminiumnitridkeramik, wärmeleitendem Silikon, wärmeleitendem Epoxidharz, Nano-Schmieröl und Verschleißschutzmitteln. In der Elektronikindustrie findet Aluminiumnitridpulver breite Anwendung bei der Herstellung von Substraten für integrierte Schaltkreise, elektronische Geräte, optische Geräte, Kühlkörper usw. Es ist von großer Bedeutung für die Verbesserung der Wärmeableitungsleistung und der Festigkeitseigenschaften von Materialien.

Das Problem der Hydrolyse von Aluminiumnitridpulver
Obwohl Aluminiumnitridpulver viele hervorragende Eigenschaften hat, ist seine stark hydrophile Natur ein nicht zu vernachlässigendes Problem. Aluminiumnitridpulver neigt dazu, in Wasser bei Raumtemperatur Aluminiumhydroxid mit Hydroxylgruppen zu bilden, wobei Ammoniakgas freigesetzt wird und sich eine große Menge Sauerstoff im Aluminiumnitridgitter auflöst, wodurch die Wärmeleitfähigkeit des Pulvers verringert wird. Der Hydrolyseprozess beeinträchtigt nicht nur die Eigenschaften von Aluminiumnitridpulver, sondern kann auch dazu führen, dass es sich während der Lagerung und des Transports verschlechtert, was die Wirksamkeit der Anwendung ernsthaft beeinträchtigt. Daher ist die Lösung des Hydrolyseproblems von Aluminiumnitridpulver der Schlüssel zur Verbesserung seiner Anwendungsstabilität und -leistung.

Verfahren zur Modifizierung von Aluminiumnitridpulver
Um die Hydrolysereaktion von Aluminiumnitridpulver zu unterdrücken und seine Hydrolysebeständigkeit und Stabilität zu verbessern, haben Wissenschaftler verschiedene Modifizierungsmethoden entwickelt. Diese Methoden umfassen hauptsächlich Beschichtungsmodifikation, chemische Oberflächenmodifikation, Wärmebehandlung usw.
Verfahren zur Änderung der Beschichtung:
Tensid-Methode: Basierend auf den Eigenschaften der Oberflächenladung von Aluminiumnitridpartikeln werden kationische oder anionische Tenside verwendet, um den Aluminiumnitridpulverkörper zu beschichten und eine Beschichtungsschicht mit einer bestimmten Dicke zu bilden. Diese Beschichtung kann die Grenzflächenspannung zwischen gasförmig-flüssig und fest-flüssig im Pulverdispersionssystem verändern und dadurch die Hydrolysebeständigkeit und Dispergierbarkeit des Nitrids verbessern. Aluminiumpulver.
Anorganische Beschichtungsmodifikation: Anorganische Verbindungen oder Metalle werden mit bestimmten Mitteln auf der Oberfläche von Aluminiumnitridpulver abgeschieden, um Beschichtungsfilme oder Kern-Schale-Verbundteilchen zu bilden. Diese Methode kann die Oberflächeneigenschaften von Aluminiumnitridpulver erheblich verbessern und seine Hydrolysebeständigkeit und Stabilität erhöhen.
Super-Dispergiermittel: Superdispergatoren haben amphiphile Strukturen, die denen herkömmlicher Tenside ähneln, aber ihre Verankerungsgruppen und Solvatationsketten können stärker an der Partikeloberfläche adsorbieren und bilden eine stabilere Beschichtung. Diese Methode verbessert nicht nur die Hydrolysebeständigkeit von Aluminiumnitridpulver, sondern auch seine Dispergierbarkeit in Flüssigkeiten.
Verfahren zur chemischen Veränderung der Oberfläche:
Modifizierung des Kopplungsmittels: Ein Haftvermittler ist eine Verbindung, die sowohl polare funktionelle Gruppen aufweist, die mit der Oberfläche anorganischer Partikel reagieren können, als auch organische funktionelle Gruppen, die mit organischen Verbindungen reaktiv oder kompatibel sind. Durch die Modifizierung mit Haftvermittlern kann ein dichter Schutzfilm auf der Oberfläche von Aluminiumnitridpulver gebildet werden, der die Hydrolysebeständigkeit und die Kompatibilität mit organischen Verbindungen verbessert.
Veränderung der Oberflächenoxidation: Mit Hilfe chemischer Methoden werden Oxidationsreaktionen auf der Oberfläche von Aluminiumnitridpulver ausgelöst, wodurch sich ein dichter Schutzfilm aus Aluminiumoxid bildet. Dieser Schutzfilm kann wirksam verhindern, dass Wassermoleküle das Aluminiumnitridpulver angreifen und seine Hydrolysebeständigkeit verbessern.
Modifizierung von Tensiden: Durch die Verwendung der hydrophilen und hydrophoben Gruppen von Tensiden zur Modifizierung von Aluminiumnitridpulver kann auf dessen Oberfläche eine Schutzschicht mit sterischer Hinderungswirkung gebildet werden. Diese Schutzschicht kann verhindern, dass Wassermoleküle mit dem Aluminiumnitridpulver in Berührung kommen, wodurch sich seine Hydrolysebeständigkeit verbessert.
Methode der Wärmebehandlung:
Durch Erhitzen des Aluminiumnitridpulvers kommt es zu einer Oxidationsreaktion an der Oberfläche, wodurch sich eine dichte Aluminiumoxid-Schutzschicht bildet. Obwohl diese Methode die Hydrolysebeständigkeit von Aluminiumnitridpulver verbessern kann, kann sie den Stickstoffgehalt erheblich verringern, so dass in praktischen Anwendungen eine sorgfältige Auswahl erforderlich ist.

Die Bedeutung der Modifizierung von Aluminiumnitridpulver
Die Modifizierung von Aluminiumnitridpulver kann nicht nur seine Hydrolysebeständigkeit und Stabilität verbessern, sondern auch seine Dispergierbarkeit in Flüssigkeiten, seine Kompatibilität mit organischen Verbindungen und andere Oberflächeneigenschaften erhöhen. Diese Verbesserungen sind von großer Bedeutung für die Erweiterung des Anwendungsbereichs von Aluminiumnitridpulver und die Verbesserung seiner Anwendungswirkung. Bei der Herstellung von Hochleistungs-Aluminiumnitridkeramik kann das modifizierte Aluminiumnitridpulver beispielsweise gleichmäßiger in der keramischen Matrix dispergiert werden, wodurch sich die Dichte und die Wärmeleitfähigkeit der Keramik verbessern; bei der Herstellung von wärmeleitfähigem Silikon und wärmeleitfähigem Epoxidharz kann das modifizierte Aluminiumnitridpulver besser mit dem Matrixmaterial kompatibel sein, wodurch sich die Wärmeableitungsleistung und die Lebensdauer des Materials verbessern.

Aluminiumnitrid-Pulverhat als anorganisches, nichtmetallisches Material mit hervorragenden Eigenschaften breite Anwendungsperspektiven in zahlreichen Bereichen gezeigt. Seine stark hydrophile Natur schränkt jedoch seine Stabilität und Leistung in praktischen Anwendungen ein. Daher ist es besonders wichtig, das Aluminiumnitridpulver zu modifizieren. Durch den Einsatz verschiedener Modifizierungsmethoden wie Beschichtung, chemische Oberflächenmodifikation und Wärmebehandlung können die Hydrolysebeständigkeit und Stabilität von Aluminiumnitridpulver effektiv verbessert und seine Dispergierbarkeit in Flüssigkeiten, seine Kompatibilität mit organischen Verbindungen und andere Oberflächeneigenschaften gesteigert werden. Diese Verbesserungen sind von großer Bedeutung für die Erweiterung des Anwendungsbereichs von Aluminiumnitridpulver und die Verbesserung seiner Anwendungswirkung.