질화알루미늄 세라믹은 질화알루미늄을 주결정상으로 하는 세라믹입니다. 육방정계에 속하는 공유결합 화합물로 백색 또는 회백색의 피브릴로라이트형 결정구조를 가지고 있습니다.
2. 질화알루미늄 세라믹 제조공정
(1) 질화알루미늄 분말 제조
① 알루미늄과 질소(또는 암모니아) 직접반응 방식
이 방법은 산업계에서 자주 사용되지만 반응물을 알루미늄 분말로 처리하여 산화막을 제거하기 전에 온도는 500~600℃입니다.℃. 미반응 알루미늄 분말은 응집되기 쉬우므로 이를 위해 소량의 CaF2나 NaF를 혼합하여 촉매로 사용하며 알루미늄의 응집을 방지할 수 있습니다.
②세르펙
Al2O3와 C 분말의 혼합물을 N2 또는 NH3 가스에서 가열하여 반응시킵니다.
③할로겐화알루미늄(AlCl3, AlBr3 등)과 암모니아 반응방법.
④알루미늄 분말과 유기질소화합물(다이시아노다이아민 또는 멜러아마이드) 반응방법
⑤초미세 AIN 분말의 제조방법
아크 플라즈마 내에서 알루미늄 분말을 증발시키고 질소와 반응하여 AlN을 생성하여 초미세 분말을 제조할 수 있습니다. 또한, 알루미늄을 저압의 N2 또는 NH3 중에서 전자빔 가열로 가열한 후 증발시키고 질소가스와 반응시켜 초미세 분말을 제조합니다. 그리고 (NH4)3AIF6, AlCl3의 열분해. NH3의 열분해, Al과 NH3의 반응합성 등을 통해 AlN 분말을 제조합니다.
(2)제조
질화알루미늄 세라믹의 제조방법은 열간압착소결법, 상압소결법, 반응소결법 등이 있는데, 일반적으로 AlN이 가수분해되기 때문에 그라우팅 성형에는 사용할 수 없고, 성형이 가능하며, 등방성 성형이 가능하기 때문에 처음 두 가지를 사용한다. PVA는 무수 에탄올에 녹지 않기 때문에 AlN 분말을 과립화할 때 바인더로 폴리비닐알코올(PVA)을 사용합니다.
핫 프레싱 소결 공정은 1800~2000°C의 고온에서 이루어지며 한쪽에서는 가열되고 다른 쪽에서는 가압되며 첨가제 Al203, MgO, SiO2를 첨가하거나 첨가하지 않을 수 있습니다.
대기압 소결 공정은 1800~1900°C의 고온에서 Y2O3, Al2O3, SiO2, Be0, CaO 등의 첨가제를 첨가합니다.
3. 성능 및 사용법
질화알루미늄 세라믹은 융점이 2450°C로 높고, 2000°C 이내의 고온 비산화 분위기에서 안정성이 좋으며, 열전도율이 알루미나 세라믹의 10배에 달합니다. 산화 베릴륨 세라믹과 유사하게 열팽창 계수는 실리콘과 유사하고 전기 절연 저항이 높으며 유전 상수가 우수하고 유전 손실이 낮으며 기계적 특성이 우수하고 내식성이 있으며 광 투과율이 강합니다.
또한, 질화알루미늄은 알루미늄 용탕 및 기타 용탕 및 갈륨비소에 의해 침식되지 않는 특성을 가지며, 특히 용탕 알루미늄액에 대한 내침식성이 우수하다. 그러나 AIN 세라믹의 고온(>800°C)은 내산화성이 낮고 대기 중 수분을 쉽게 흡수하고 가수분해되어 사람들의 관심을 끌 것입니다.
질화 알루미늄 세라믹의 사용은 높은 실내 온도 및 고온 강도, 작은 팽창 계수 및 우수한 열전도율 특성을 가지며 고온 부품, 열 교환기 재료 등에 사용할 수 있습니다.
철, 알루미늄과 같은 금속 및 합금의 용해 특성을 저항하기 위해 Al, Cu, Ag, Pb 등과 같은 금속을 녹이는 도가니 및 주조 주형 재료로 사용할 수 있습니다.
특수분위기(약 2000℃)에서의 내열성이 우수하여 비산화성 전기로의 로재료로 사용 가능합니다.
질화알루미늄 세라믹은 열전도율이 높고 절연 저항이 높은 특성을 갖고 있어 방열판 및 반도체용 절연 기판으로 사용할 수 있습니다. 질화알루미늄 필름은 고주파 압전 소자로 만들 수 있으며, 초대형 집적 회로 기판은 질화알루미늄 세라믹의 가장 중요한 용도 중 하나입니다.
