Por qué modificar el polvo de nitruro de aluminio

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Nitruro de aluminio (AlN), como material inorgánico no metálico de nitruro de diamante, ha mostrado amplias perspectivas de aplicación en microelectrónica, semiconductores, aeroespacial y otros campos debido a su excelente conductividad térmica, buen coeficiente de expansión térmica, alto aislamiento y excelente resistencia a la erosión del metal fundido. Sin embargo, el polvo de nitruro de aluminio es altamente hidrófilo, lo que limita seriamente su estabilidad y rendimiento en aplicaciones prácticas. Por lo tanto, es especialmente necesario modificar el polvo de nitruro de aluminio.

Características y aplicaciones del polvo de nitruro de aluminio
El polvo de nitruro de aluminio tiene una alta conductividad térmica (valor teórico de 320W/(m - K), el valor real puede alcanzar 100-280W/(m - K)), un buen coeficiente de expansión térmica, un alto aislamiento y una excelente resistencia a la erosión del metal fundido. Estas características lo convierten en una materia prima ideal para preparar cerámicas de nitruro de aluminio de alto rendimiento, silicona termoconductora, resina epoxi termoconductora, nanoaceite lubricante y agentes antidesgaste. En la industria electrónica, el polvo de nitruro de aluminio se utiliza ampliamente en la fabricación de sustratos de circuitos integrados, dispositivos electrónicos, dispositivos ópticos, disipadores de calor, etc. Es de gran importancia para mejorar el rendimiento de disipación del calor y las características de resistencia de los materiales.

El problema de la hidrólisis del polvo de nitruro de aluminio
Aunque el polvo de nitruro de aluminio tiene muchas propiedades excelentes, su naturaleza altamente hidrófila es un problema que no se puede ignorar. El polvo de nitruro de aluminio es propenso a formar hidróxido de aluminio con grupos hidroxilo en agua a temperatura ambiente, liberando gas amoníaco y provocando que una gran cantidad de oxígeno se disuelva en la red del nitruro de aluminio, reduciendo así su conductividad térmica. El proceso de hidrólisis no sólo afecta a las propiedades del polvo de nitruro de aluminio, sino que también puede provocar su deterioro durante el almacenamiento y el transporte, afectando gravemente a la eficacia de su aplicación. Por lo tanto, resolver el problema de la hidrólisis del polvo de nitruro de aluminio es la clave para mejorar la estabilidad y el rendimiento de su aplicación.

Método de modificación del polvo de nitruro de aluminio
Para suprimir la reacción de hidrólisis del polvo de nitruro de aluminio y mejorar su resistencia a la hidrólisis y su estabilidad, los científicos han desarrollado diversos métodos de modificación. Estos métodos incluyen principalmente la modificación del revestimiento, la modificación química de la superficie, el tratamiento térmico, etc.
Método de modificación del revestimiento:
Método surfactante: Basándose en las propiedades de la carga superficial de las partículas de nitruro de aluminio, se utilizan tensioactivos catiónicos o aniónicos para recubrir el cuerpo de polvo de nitruro de aluminio, formando una capa de recubrimiento con un cierto espesor. Esta capa de recubrimiento puede cambiar la tensión interfacial entre gas-líquido y sólido-líquido en el sistema de dispersión del polvo, mejorando así la resistencia a la hidrólisis y la dispersabilidad del nitruro. polvo de aluminio.
Modificación del revestimiento inorgánico: Los compuestos inorgánicos o los metales se depositan en la superficie del polvo de nitruro de aluminio a través de determinados medios para formar películas de recubrimiento o partículas compuestas con núcleo. Este método puede mejorar significativamente las propiedades superficiales del polvo de nitruro de aluminio, aumentar su resistencia a la hidrólisis y su estabilidad.
Superdispersante: Los superdispersantes tienen estructuras anfifílicas similares a las de los tensioactivos tradicionales, pero sus grupos de anclaje y cadenas de solvatación pueden adsorberse más firmemente en la superficie de la partícula, formando una capa de recubrimiento más estable. Este método no sólo mejora la resistencia a la hidrólisis del polvo de nitruro de aluminio, sino que también mejora su dispersabilidad en líquidos.
Método de modificación química de la superficie:
Modificación del agente de acoplamiento: Un agente de acoplamiento es un compuesto que tiene tanto grupos funcionales polares que pueden reaccionar con la superficie de partículas inorgánicas como grupos funcionales orgánicos que son reactivos o compatibles con compuestos orgánicos. Mediante la modificación con agentes de acoplamiento, se puede formar una densa película protectora en la superficie del polvo de nitruro de aluminio, mejorando su resistencia a la hidrólisis y su compatibilidad con los compuestos orgánicos.
Modificación de la oxidación superficial: Se utilizan métodos químicos para inducir reacciones de oxidación en la superficie del polvo de nitruro de aluminio, formando una densa película protectora de óxido de aluminio. Esta película protectora puede impedir eficazmente que las moléculas de agua corroan el polvo de nitruro de aluminio y mejorar su resistencia a la hidrólisis.
Modificación de tensioactivos: Utilizando los grupos hidrófilos e hidrófobos de los tensioactivos para modificar el polvo de nitruro de aluminio, se puede formar en su superficie una capa protectora con efecto de impedimento estérico. Esta capa protectora puede impedir que las moléculas de agua entren en contacto con el polvo de nitruro de aluminio, mejorando así su resistencia a la hidrólisis.
Método de tratamiento térmico:
Al calentar el polvo de nitruro de aluminio, se produce una reacción de oxidación en su superficie, formándose una densa película protectora de óxido de aluminio. Aunque este método puede mejorar la resistencia a la hidrólisis del polvo de nitruro de aluminio, puede reducir significativamente su contenido en nitrógeno, por lo que es necesaria una selección cuidadosa en las aplicaciones prácticas.

La importancia de modificar el polvo de nitruro de aluminio
La modificación del polvo de nitruro de aluminio no sólo puede mejorar su resistencia a la hidrólisis y su estabilidad, sino también su dispersabilidad en líquidos, su compatibilidad con compuestos orgánicos y otras propiedades superficiales. Estas mejoras son de gran importancia para ampliar el ámbito de aplicación del polvo de nitruro de aluminio y mejorar su efecto de aplicación. Por ejemplo, en la preparación de cerámicas de nitruro de aluminio de alto rendimiento, el polvo de nitruro de aluminio modificado puede dispersarse más uniformemente en la matriz cerámica, mejorando la densidad y la conductividad térmica de la cerámica; al preparar silicona conductora térmica y resina epoxi conductora térmica, el polvo de nitruro de aluminio modificado puede ser más compatible con el material de la matriz, mejorando el rendimiento de disipación de calor y la vida útil del material.

Nitruro de aluminio en polvocomo material inorgánico no metálico con excelentes propiedades, ha mostrado amplias perspectivas de aplicación en múltiples campos. Sin embargo, su naturaleza altamente hidrofílica limita su estabilidad y rendimiento en aplicaciones prácticas. Por lo tanto, es particularmente necesario modificar el polvo de nitruro de aluminio. Utilizando diversos métodos de modificación, como la modificación del revestimiento, la modificación química de la superficie y el tratamiento térmico, se puede mejorar eficazmente la resistencia a la hidrólisis y la estabilidad del polvo de nitruro de aluminio, así como su dispersabilidad en líquidos, su compatibilidad con compuestos orgánicos y otras propiedades superficiales. Estas mejoras son de gran importancia para ampliar el ámbito de aplicación del polvo de nitruro de aluminio y mejorar su efecto de aplicación.