Perché modificare la polvere di nitruro di alluminio

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Nitruro di alluminio (AlN), come materiale inorganico non metallico del nitruro di diamante, ha mostrato ampie prospettive di applicazione nella microelettronica, nei semiconduttori, nel settore aerospaziale e in altri campi grazie alla sua eccellente conducibilità termica, al buon coefficiente di espansione termica, all'elevato isolamento e all'ottima resistenza all'erosione del metallo fuso. Tuttavia, la polvere di nitruro di alluminio è altamente idrofila, il che limita fortemente la sua stabilità e le sue prestazioni nelle applicazioni pratiche. Pertanto, è particolarmente necessario modificare la polvere di nitruro di alluminio.

Caratteristiche e applicazioni della polvere di nitruro di alluminio
La polvere di nitruro di alluminio ha un'elevata conducibilità termica (valore teorico di 320W/(m - K), valore effettivo che può raggiungere 100-280W/(m - K)), un buon coefficiente di espansione termica, un elevato isolamento e un'eccellente resistenza all'erosione del metallo fuso. Queste caratteristiche lo rendono una materia prima ideale per la preparazione di ceramiche al nitruro di alluminio ad alte prestazioni, silicone termoconduttivo, resina epossidica termoconduttiva, olio lubrificante nano e agenti antiusura. Nell'industria elettronica, la polvere di nitruro di alluminio è ampiamente utilizzata nella produzione di substrati di circuiti integrati, dispositivi elettronici, dispositivi ottici, dissipatori di calore, ecc. È di grande importanza per migliorare le prestazioni di dissipazione del calore e le caratteristiche di resistenza dei materiali.

Il problema dell'idrolisi della polvere di nitruro di alluminio
Sebbene la polvere di nitruro di alluminio abbia molte proprietà eccellenti, la sua natura altamente idrofila è un problema che non può essere ignorato. La polvere di nitruro di alluminio è incline a formare idrossido di alluminio con gruppi idrossilici in acqua a temperatura ambiente, rilasciando gas ammoniaca e causando la dissoluzione di una grande quantità di ossigeno nel reticolo del nitruro di alluminio, riducendo così la sua conduttività termica. Il processo di idrolisi non solo influisce sulle proprietà della polvere di nitruro di alluminio, ma può anche causarne il deterioramento durante lo stoccaggio e il trasporto, compromettendone seriamente l'efficacia applicativa. Pertanto, risolvere il problema dell'idrolisi della polvere di nitruro di alluminio è la chiave per migliorarne la stabilità applicativa e le prestazioni.

Metodo di modifica della polvere di nitruro di alluminio
Per sopprimere la reazione di idrolisi della polvere di nitruro di alluminio e migliorarne la resistenza all'idrolisi e la stabilità, gli scienziati hanno sviluppato diversi metodi di modifica. Questi metodi includono principalmente la modifica del rivestimento, la modifica chimica della superficie, il trattamento termico, ecc.
Metodo di modifica del rivestimento:
Metodo dei tensioattivi: In base alle proprietà della carica superficiale delle particelle di nitruro di alluminio, si utilizzano tensioattivi cationici o anionici per rivestire il corpo della polvere di nitruro di alluminio, formando uno strato di rivestimento di un certo spessore. Questo strato di rivestimento può modificare la tensione interfacciale tra gas-liquido e solido-liquido nel sistema di dispersione della polvere, migliorando così la resistenza all'idrolisi e la disperdibilità del nitruro. polvere di alluminio.
Modifica del rivestimento inorganico: Composti inorganici o metalli vengono depositati sulla superficie della polvere di nitruro di alluminio attraverso determinati mezzi per formare pellicole di rivestimento o particelle composite core-shell. Questo metodo può migliorare significativamente le proprietà superficiali della polvere di nitruro di alluminio, aumentandone la resistenza all'idrolisi e la stabilità.
Super disperdente: I superdisperdenti hanno strutture anfifiliche simili ai tensioattivi tradizionali, ma i loro gruppi di ancoraggio e le catene di solvatazione possono adsorbire più saldamente sulla superficie delle particelle, formando uno strato di rivestimento più stabile. Questo metodo non solo migliora la resistenza all'idrolisi della polvere di nitruro di alluminio, ma ne aumenta anche la disperdibilità nei liquidi.
Metodo di modifica chimica della superficie:
Modifica dell'agente di accoppiamento: Un agente di accoppiamento è un composto dotato di gruppi funzionali polari che possono reagire con la superficie delle particelle inorganiche e di gruppi funzionali organici che sono reattivi o compatibili con i composti organici. Modificando gli agenti di accoppiamento, è possibile formare una pellicola protettiva densa sulla superficie della polvere di nitruro di alluminio, migliorandone la resistenza all'idrolisi e la compatibilità con i composti organici.
Modifica dell'ossidazione superficiale: I metodi chimici sono utilizzati per indurre reazioni di ossidazione sulla superficie della polvere di nitruro di alluminio, formando una densa pellicola protettiva di ossido di alluminio. Questa pellicola protettiva può efficacemente impedire alle molecole d'acqua di corrodere la polvere di nitruro di alluminio e migliorare la sua resistenza all'idrolisi.
Modifica dei tensioattivi: Utilizzando i gruppi idrofili e idrofobici dei tensioattivi per modificare la polvere di nitruro di alluminio, è possibile formare sulla sua superficie uno strato protettivo con effetto di ostacolo sterico. Questo strato protettivo può impedire alle molecole d'acqua di entrare in contatto con la polvere di nitruro di alluminio, migliorando così la sua resistenza all'idrolisi.
Metodo di trattamento termico:
Riscaldando la polvere di nitruro di alluminio, si verifica una reazione di ossidazione sulla sua superficie, formando una densa pellicola protettiva di ossido di alluminio. Sebbene questo metodo possa migliorare la resistenza all'idrolisi della polvere di nitruro di alluminio, può ridurre significativamente il suo contenuto di azoto, per cui è necessaria un'attenta selezione nelle applicazioni pratiche.

L'importanza della modifica della polvere di nitruro di alluminio
La modifica della polvere di nitruro di alluminio può non solo migliorarne la resistenza all'idrolisi e la stabilità, ma anche aumentarne la disperdibilità nei liquidi, la compatibilità con i composti organici e altre proprietà superficiali. Questi miglioramenti sono di grande importanza per ampliare il campo di applicazione della polvere di nitruro di alluminio e migliorarne gli effetti applicativi. Ad esempio, nella preparazione di ceramiche al nitruro di alluminio ad alte prestazioni, la polvere di nitruro di alluminio modificata può essere dispersa in modo più uniforme nella matrice ceramica, migliorando la densità e la conduttività termica della ceramica; nella preparazione di silicone termoconduttivo e resina epossidica termoconduttiva, la polvere di nitruro di alluminio modificata può essere meglio compatibile con il materiale della matrice, migliorando le prestazioni di dissipazione del calore e la durata del materiale.

Polvere di nitruro di alluminio, in quanto materiale inorganico non metallico dalle eccellenti proprietà, ha mostrato ampie prospettive di applicazione in molteplici campi. Tuttavia, la sua natura altamente idrofila ne limita la stabilità e le prestazioni nelle applicazioni pratiche. Pertanto, è particolarmente necessario modificare la polvere di nitruro di alluminio. Utilizzando vari metodi di modifica, come la modifica del rivestimento, la modifica chimica della superficie e il trattamento termico, è possibile migliorare efficacemente la resistenza all'idrolisi e la stabilità della polvere di nitruro di alluminio, nonché la sua disperdibilità nei liquidi, la compatibilità con i composti organici e altre proprietà superficiali. Questi miglioramenti sono di grande importanza per ampliare il campo di applicazione della polvere di nitruro di alluminio e migliorarne l'effetto applicativo.