질화 알루미늄 세라믹의 특징과 장점은 무엇인가요?
질화 알루미늄 세라믹은 독특한 물리적, 화학적, 기계적 특성으로 인해 많은 첨단 기술 분야에서 선호도가 높은 고성능 첨단 세라믹 소재입니다. 질화 알루미늄 세라믹의 주요 특징과 장점은 다음과 같습니다:
1, 물리적 성능 이점
- 높은 열 전도성
-질화 알루미늄 세라믹의 열전도율은 상온에서 170-220W/(m - K)에 달해 기존 세라믹 소재(예: 알루미나 세라믹의 30W/(m - K)보다 훨씬 높으며 일부 금속(예: 알루미늄의 230W/(m - K)에도 근접합니다.) 이러한 높은 열전도율은 이상적인 방열 소재로, 특히 고출력 전자기기의 패키징 및 방열에 적합합니다. - 낮은 열팽창 계수
-질화 알루미늄 세라믹의 열팽창 계수는 4.5 × 10 -⁶/℃로 실리콘(3.5 × 10 -⁶/℃) 및 갈륨 비소(6 × 10 -⁶/℃)에 매우 근접합니다. 이러한 특성 덕분에 반도체 소재와 결합하면 열 스트레스를 효과적으로 줄여 전자 기기의 신뢰성과 서비스 수명을 향상시킬 수 있습니다. - 낮은 유전 상수 및 낮은 유전 손실
-알루미늄 질화물 세라믹은 유전율이 낮고(8.8-9.5) 유전 손실이 적으며(<0.001) 고주파 및 고온 환경에서도 안정적인 전기 절연 성능을 유지할 수 있습니다. 따라서 고주파 회로 기판 및 마이크로파 창 재료로 선호되는 소재입니다. - 높은 경도와 강도
-질화 알루미늄 세라믹의 굽힘 강도는 300-400MPa에 달하며, 비커스 경도는 약 12Gpa, 탄성 계수는 약 330Gpa입니다. 이는 내마모성과 내충격성이 우수하여 고온 기계 부품 및 정밀 구조 부품 제조에 적합하다는 것을 나타냅니다. - 경량 설계
-질화 알루미늄 세라믹의 밀도는 3.26g/cm³에 불과하여 산화 알루미늄 세라믹(3.9g/cm³)보다 가벼우며 경량 설계 요건을 충족합니다.
2, 화학적 성능 이점
- 뛰어난 내식성
-질화 알루미늄 세라믹은 대부분의 산성 용액 및 화학 가스에 대한 내식성이 뛰어나며 다양한 화학적 환경에서 안정적인 물리적, 화학적 특성을 유지할 수 있습니다. - 항산화 활동
-질화 알루미늄 세라믹은 고온에서 우수한 내산화성을 나타내며 표면에 조밀한 산화물 보호층을 형성하여 산화 환경에서 구조적 무결성을 유지할 수 있습니다. 이러한 특성은 고온 용광로 부품 및 항공우주 열 보호 시스템과 같은 고온 응용 분야에서 상당한 이점을 제공합니다.
3, 기계적 성능 이점
- 열 충격 저항
-질화 알루미늄 세라믹은 열충격 저항성이 뛰어나며 고온 및 급격한 온도 변화가 있는 환경에서도 구조적 안정성을 유지할 수 있습니다. 따라서 자동차 배기 촉매 컨버터와 같이 열 사이클 부하가 높은 상황에서 상당한 응용 잠재력을 가지고 있습니다. - 전자기 차폐 성능
-질화 알루미늄 세라믹 자체에는 특정 전자기 차폐 기능이 있어 외부 전자기 간섭이 내부 전자 장치에 미치는 영향을 효과적으로 줄이고 시스템의 전자기 호환성을 향상시킬 수 있습니다.
4, 응용 분야
- 전자 및 반도체 산업
-질화 알루미늄 세라믹은 집적 회로 기판, 방열판, 포장재, 고주파 회로 기판, 전력 모듈 패키징 등에 널리 사용됩니다. 높은 열전도율과 전기 절연성으로 고전력 전자 기기에 이상적인 소재입니다. - 항공우주
-질화 알루미늄 세라믹의 고온 안정성과 마이크로파 투과 특성으로 인해 고온 구조 부품 및 마이크로파 투과 재료에 이상적인 선택입니다. - 화학 및 에너지 분야
-질화 알루미늄 세라믹의 내식성 덕분에 내식성 원자로, 도가니, 리튬 배터리 분리막 코팅, 연료 전지 부품 제조에 널리 사용됩니다. - 적외선 및 마이크로파 기술
-질화 알루미늄 세라믹은 적외선 및 마이크로파 투과율이 우수하며 적외선 감지기 창, 마이크로파 창 등을 제조하는 데 사용할 수 있습니다.
5, 처리 및 비용
- 처리 난이도
-질화 알루미늄 세라믹의 높은 경도와 취성으로 인해 가공이 어렵기 때문에 특수 절삭 공구와 가공 기술을 사용해야 합니다. - 비용
-질화 알루미늄 세라믹의 생산 공정은 상대적으로 복잡하고 비용이 많이 들기 때문에 경제적으로 민감한 특정 애플리케이션에서 인기가 어느 정도 제한됩니다.
질화 알루미늄 세라믹 는 높은 열전도율, 낮은 열팽창 계수, 우수한 전기 절연 성능, 높은 강도와 경도, 우수한 화학적 안정성, 우수한 전자파 차폐 성능으로 인해 현대 기술에서 없어서는 안 될 고성능 소재로 자리 잡았습니다.
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