Стабильность и долговечность керамики из нитрида алюминия в экстремальных условиях

---

Керамика из нитрида алюминия (AlN) - это высокоэффективные неорганические неметаллические материалы, которые благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам демонстрируют отличную стабильность и долговечность в экстремальных условиях.

1、 Высокая температурная стабильность
Керамика из нитрида алюминия имеет чрезвычайно высокую температуру плавления (>2200 ℃) и может сохранять химическую стабильность и структурную целостность даже в экстремальных высокотемпературных средах. Эксперименты показали, что керамика из нитрида алюминия может оставаться стабильной в течение длительного времени при температурах до 2000 ℃ без деформации или растрескивания. Кроме того, ее прочность на изгиб снижается только примерно на 20% по сравнению с комнатной температурой при 1300 ℃, в то время как прочность глинозема и нитрида кремния может снижаться на 50% при высоких температурах. Эта превосходная высокотемпературная стабильность делает его идеальным материалом для таких областей, как аэрокосмическая промышленность и высокотемпературные электронные устройства.

2、 Стабильность при низких температурах
Керамика из нитрида алюминия также демонстрирует хорошие характеристики в низкотемпературных средах. Благодаря низкому коэффициенту теплового расширения (около 4,5 ppm/° C) она менее подвержена термическому напряжению при изменении температуры, что позволяет избежать растрескивания или разрушения, вызванного тепловым расширением и сжатием. Эта характеристика дает ему значительные преимущества при использовании низкотемпературных электронных устройств и низкотемпературных сред.

3, химическая стабильность
Керамика из нитрида алюминия обладает превосходной химической стабильностью и может сохранять работоспособность в различных жестких химических средах. Она устойчива к большинству расплавленных солей, таких как хлориды и криолит, и демонстрирует хорошую коррозионную стойкость в неорганических кислотах. Однако, когда нитрид алюминия подвергается воздействию воздуха, поверхность медленно окисляется, образуя слой Al ₂ O3, но этот оксидный слой все еще может защитить материал при температурах до 1370 ℃. Кроме того, нитрид алюминия будет постепенно растворяться в сильных щелочных растворах.

4、 Испытание на долговечность
стойкость к высоким температурам
В экспериментах, имитирующих экстремальные высокотемпературные условия, керамика из нитрида алюминия может выдерживать температуру до 2000 ℃ в течение длительного времени без деформации или растрескивания. Такая высокотемпературная прочность позволяет использовать ее в таких областях, как футеровка высокотемпературных печей и высокотемпературные датчики.

Механическая выносливость
Керамика из нитрида алюминия обладает высокой твердостью (твердость по Виккерсу около 12-16 ГПа) и прочностью на изгиб (300-500 МПа), причем ее прочность медленно снижается с повышением температуры. Благодаря этой характеристике она хорошо подходит для использования в таких областях, как инструменты для механической обработки (например, режущие инструменты, фрезы) и пресс-формы.

химическая стойкость
Также была проверена долговечность керамики из нитрида алюминия при длительном воздействии химической коррозии. Она демонстрирует хорошую коррозионную стойкость в кислой среде, но может постепенно разрушаться в щелочной среде. Поэтому при выборе нитрид-алюминиевой керамики в качестве материала необходимо оценивать ее в зависимости от конкретных условий применения.

5、 Поля приложения
Электронная упаковка
Благодаря высокой теплопроводности (180-260 Вт/м - К), низкой диэлектрической проницаемости (около 8,0) и низкому коэффициенту теплового расширения керамика на основе нитрида алюминия стала идеальным материалом для теплоотводящих подложек в мощных электронных устройствах. Он широко используется в полупроводниковой упаковке, высокочастотных устройствах связи и микроволновых приборах.
EADS
Высокая температура плавления и отличная высокотемпературная стабильность керамики из нитрида алюминия делают ее идеальным выбором для высокотемпературных конструкционных компонентов в аэрокосмической промышленности. Например, керамические материалы на основе нитрида алюминия могут использоваться для изготовления таких компонентов, как сопла, лопатки турбин и камеры сгорания в авиационных двигателях.
Промышленное применение
Керамика из нитрида алюминия также может использоваться для изготовления высокотемпературных тиглей, защитных труб и литейных форм. Благодаря устойчивости к коррозии расплавленного металла она находит широкое применение в металлургической промышленности.

Стабильность и долговечность керамика из нитрида алюминия В экстремальных условиях они являются идеальным выбором для высокоэффективных материалов. Благодаря высокой температуре плавления, низкому коэффициенту теплового расширения, отличной химической стабильности и механическим свойствам он отлично работает в таких экстремальных условиях, как высокая и низкая температура, химическая коррозия и механические нагрузки.