氮化铝陶瓷的优势主要在哪方面

氧化铝陶瓷的导热系数为：20W/m.K

氧化铝陶瓷是一种以氧化铝（Al2O3）为主体的陶瓷材料。

氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷，因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能的需要。

高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1650—1990℃，透射波长为1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚；利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。

普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。

氧化铝陶瓷的硬度极大，洛氏硬度为HRA80-90，硬度仅次于金刚石，远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能。

氧化铝陶瓷耐磨性能好。其耐磨性相当于锰钢的266倍，高铬铸铁的171.5倍。

它还有重量轻的特点，其密度为3.5g/cm3，仅为钢铁的一半，可大大减轻设备负荷。

以下为氧化铝陶瓷含量 ≥92%的耐磨陶瓷的主要技术指标：

密度： ≥3.6 g/cm3

洛氏硬度： ≥80 HRA

抗压强度： ≥850 Mpa

断裂韧性KΙC： ≥4.8MPa·m1/2

抗弯强度：≥290MPa

导热系数：20W/m.K

热膨胀系数： 7.2×10-6m/m.K

氧化铝陶瓷坩埚

一，导热性能不同，氮化铝陶瓷基板有更高的导热率

氮化硅陶瓷基板的导热率一般75-80W/(m·K），氮化铝陶瓷基板的导热率最高可以去掉170W/(m·K），可见氮化铝陶瓷基板有这 更高的导热性能。

二，机械强度不同，氮化硅陶瓷具有比氮化铝陶瓷更高的强度

机械强度这方面，氮化铝陶瓷基板比起氮化硅陶瓷基板更加容易碎。氮化铝陶瓷基板的机械折弯强度达450mpa，氮化硅陶瓷基板的折弯强度是800mpa，可见高强度高导热氮化硅陶瓷基板有这较好的弯曲强度，可以提高氮化硅陶瓷覆铜板强度和抗冲击能力，焊接更厚的无氧铜而不会产生瓷裂现象，提高了基板的可靠性。

三，应用范围不同，氮化硅陶瓷基板是可靠性模组封装的基板材料。

氮化铝陶瓷基板和氮化硅陶瓷基板在LED，半导体以及大功率光电领域方面广范应用，用于导热性能要求比较高的领域。氮化硅

陶瓷基板具有高强度、高导热、高可靠的特点，可用湿法刻蚀工艺在表面制作电路，经表面镀覆后制得的一种用于高可靠性电子基板模块封装的基板材料，是新型电动汽车用 1681 功率控制模块的首选基板材料。此外，陶瓷基板产业还涉及 LED、精细陶瓷制备、薄膜金属化、黄光微影、激光成型、电化学镀、光学模拟、微电子焊接等多领域技术，产品在功率型发射器、光伏器件，IGBT 模块，功率型晶闸管、谐振器基座、半导体封装载板等大功率光电及半导体器件领域有广泛用途。

氮化铝的理论密度为3100±10kg/m3，实际测得α- Si3N4的真比重为3184 kg/m3，β- Si3N4的真比重为3187 kg/m3。氮化铝陶瓷的体积密度因工艺而变化较大，一般为理论密度的80%以上，大约在2200～3200 kg/m3之间，气孔率的高低是密度不同的主要原因，反应烧结氮化铝的气孔率一般在20%左右，密度是2200～2600 kg/m3，而热压氮化铝气孔率在5%以下，密度达3000～3200 kg/m3，与用途相近的其他材料比较，不仅密度低于所有高温合金，而且在高温结构陶瓷中也是密度较低的一种。

氮化铝陶瓷有点还是很多的，最重要的应该是氮化铝陶瓷材料的导热率比较高，同时耐高温，耐热振性能非常好，但是也有缺点，那就是加工起来比较难，尤其是一些比较精密的加工，精密小零件的制作需要使用陶瓷专用雕铣机，专用设备才能保证氮化铝陶瓷材料的加工精度。

氮化铝陶瓷和氧化铝陶瓷相比较来说，氧化铝陶瓷会更有优势一些，因为这样能够达到更科学环保以及严谨的使用要求和标准。

所以平时对于不同产品使用一定要多跟专业技术人员沟通，这样能够掌握更多正确的使用方法，多跟别人学习沟通，需要注意以下几个方面。

1.沟通时舍弃你的自尊心.

无谓的自尊和自傲只会成为沟通的绊脚石，因此，至少应当在沟通的时候舍弃自己所谓的自尊心。不要说出“我的自尊心不允许我……”这样的话，这只会让沟通无法进行下去。

2.与沟通对象坦诚相待.

沟通的过程中与沟通对象坦诚相待非常重要，不要有隐瞒，坦诚是你们通过沟通加深合作关系的重要台阶。首先可以通过自己的坦诚，让对方相信自己，进而带动对方对你坦诚，进而促进沟通的顺利愉 快进行。

3.清晰地陈述理由.

无论是什么问题，为什么、怎么做、理由是什么之类的一定要充分地向对方解释，即使没什么理由的行动，也一定要告知对方自己的考虑和想法，得到对方的理解和行动上的支持对于沟通的发展和接下 来事态的发展都有良好的帮助。

有关资料显示，氮化硅Si 3 N 4陶瓷基片弹性模量为320GPa，抗弯强度为920MPa，热膨胀系数仅为3.2×10 -6 /°C，介电常数为9.4，具有硬度大、强度高热膨胀系数小、耐腐蚀性高等优势。由于Si 3 N 4 陶瓷晶体结构复杂，对声子散射较大，因此早期研究认为其热导率低，如Si 3 N 4 轴承球、结构件等产品热导率只有15W/(m·K)~30W/(m·K)。但是，通过研究发现，Si 3 N 4 材料热导率低的主要原因与晶格内缺陷、杂质等有关，并预测其理论值最高可达320W/(m·K)。之后，在提高Si3N4材料热导率方面出现了大量的研究，通过工艺优化，氮化硅陶瓷热导率不断提高，目前已突破177W/(m·K)。

此外，与其他陶瓷材料相比，Si 3 N 4 陶瓷材料具有明显优势，尤其是在高温条件下氮化硅陶瓷材料表现出的耐高温性能、对金属的化学惰性、超高的硬度和断裂韧性等力学性能。Si 3 N 4 陶瓷的抗弯强度、断裂韧性都可达到AlN的2倍以上， 特别是在材料可靠性上，Si 3 N 4 陶瓷基板具有其他材料无法比拟的优势。

而氮化铝AlN，是兼具良好的导热性和良好的电绝缘性能少数材料之一，氮化铝具备以下优点：

（1）氮化铝的导热率较高，室温时理论导热率最高可达320W/(m·K)，是氧化铝陶瓷的8～10倍，实际生产的热导率也可高达200W/(m·K)，有利于LED中热量散发，提高LED性能；

（2）氮化铝线膨胀系数较小，理论值为4.6×10 -6 /K，与LED常用材料Si、GaAs的热膨胀系数相近，变化规律也与Si的热膨胀系数的规律相似。另外，氮化铝与GaN晶格相匹配。热匹配与晶格匹配有利于在大功率LED制备过程中芯片与基板的良好结合，这是高性能大功率LED的保障。

（3）氮化铝陶瓷的能隙宽度为6.2eV，绝缘性好，应用于大功率LED时不需要绝缘处理，简化了工艺。

（4）氮化铝为纤锌矿结构，以很强的共价键结合，所以具有高硬度和高强度，机械性能较好。另外，氮化铝具有较好的化学稳定性和耐高温性能，在空气氛围中温度达1000℃下可以保持稳定性，在真空中温度高达1400℃时稳定性较好，有利于在高温中烧结，且耐腐蚀性能满足后续工艺要求。

（1）氮化硅硬度高、化学稳定性高，是理想的坩埚材料，则氮化硅为原子晶体；

故答案为：原子晶体；

（2）N2的电子式为，氮气的密度和空气相近，不能用排空气法，难溶于水，可以用排水法；

故答案为：；排水法收集；

（3）能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，根据原子守恒判断，化学反应方程式为：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；

故答案为：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；

（4）C+2H2SO4（浓浓）

△   .

CO2+2SO2+2H2O，生成的气体中二氧化碳占

1

3

，故二氧化碳的物质的量为0.01mol，即碳的质量为0.12g，所以该粗氮化铝中碳的质量分数为

0.12g

10g

×100%=1.2%．

故答案为：1.2%．