24304-00-5 / 氮化鋁的性質與用途

氮化鋁是共價鍵化合物，屬于六方晶系，纖鋅礦型的晶體結構，呈白色或灰白色。

化學性質

室溫強度高，且強度隨溫度的升高下降較慢。氮化鋁導熱性好，熱膨脹系數小，是良好的耐熱沖擊材料。具有優異的抗熱震性。AlN的導熱率是Al2O3的2～3倍，熱壓時強度比Al2O3還高。氮化鋁對Al和其他熔融金屬、砷化鎵等具有良好的耐蝕性，尤其對熔融Al液具有極好的耐侵蝕性，還具有優良的電絕緣性和介電性質。但氮化鋁的高溫抗氧化性差，在大氣中易吸潮、水解，和濕空氣、水或含水液體接觸產生熱和氮并迅速分解。在2516℃分解，熱硬度很高，即使在分解溫度前也不軟化變形。氮化鋁和水在室溫下也能緩慢地進行反應，而被水解。和干燥氧氣在800℃以上進行反應。

生產方法

1.將氨和鋁直接進行氮化反應，經粉碎、分級制得氮化鋁粉末。或者將氧化鋁和炭充分混合,在電爐中于1700℃還原制得氮化鋁。

2.將高純度鋁粉脫脂(用乙醚抽提或在氮氣流中加熱到150℃)后，放到鎳盤中，將盤放在石英或瓷制反應管內，在提純的氮氣流中慢慢地進行加熱。氮化反應在820℃左右時發出白光迅速地進行。此時，必須大量通氮以防止反應管內出現減壓。這個激烈的反應完畢后，在氮氣流中冷卻。由于產物內包有金屬鋁,可將其粉碎，并在氮氣流中于1100～1200℃溫度下再加熱1～2h，即得到灰白色氮化鋁。

另外，將鋁在1200～1400℃下蒸發氣化，使其與氮氣反應即得到氮化鋁的須狀物(金屬晶須)。此外,也有將AlCl3·NH3加成物進行熱分解的制法。

3.直接氮化法

將氮和鋁直接進行氮化反應，經粉碎、分級制得。氮化鋁產品質量受反應爐溫、原料的預混合以及循環氮化鋁粉末所占的混合比例、氮化鋁比表面積等條件的影響。因此需嚴格控制工藝過程，得到穩定特性的氮化鋁粉末(如比表面積、一次粒徑、凝聚粒徑、松密度和表面特性等)。

用途

1.氮化鋁陶瓷是一種高技術新型陶瓷。氮化鋁基板具有極高的熱導率，無毒、耐腐蝕、耐高溫，熱化學穩定性好等特點,是大規模集成電路，半導體模塊電路和大功率器件的理想封裝材料、散熱材料、電路元件及互連線承載體。也是提高高分子材料熱導率和力學性能的最佳添加料，氮化鋁陶瓷還可用作熔煉有色金屬和半導體材料砷化鎵的坩堝、熱電偶的保護管、高溫絕緣件、微波介電材料、耐高溫、耐腐蝕結構陶瓷及透明氮化鋁微波陶瓷制品，用作高導熱陶瓷生產原料及樹脂填料等。氮化鋁是電絕緣體，介電性能良好。砷化鎵表面的氮化鋁涂層，能保護它在退火時免受離子的注入。

2.氮化鋁可用作高導熱陶瓷生產原料、AlN陶瓷基片原料、樹脂填料等。

儲運條件

干性的保護氣體下處置，保持貯藏器密封，放入緊密的貯藏器內,儲存在陰涼,干燥的地方。