جزء مكون عاز من نيتريد الألومنيوم AlN خزفي عالي التوصيل الحراري

أجزاء السيراميك نيتريد الألومنيوم هي مكونات مختلفة تُصنع باستخدام سيراميك نيتريد الألومنيوم. وبفضل أدائها الممتاز والشامل، تلعب دورًا رئيسيًا في مجالات متعددة من التقنيات العالية. فيما يلي مقدمة مفصلة عنها:

الخصائص

توصيلية حرارية عالية وخاصية عزل: عند درجة حرارة الغرفة، يمكن أن تصل التوصيلية الحرارية لأجزاء السيراميك نيتريد الألومنيوم إلى 170-230 واط/(م·ك)، وهي أعلى بـ 5-10 مرات من سيراميك الألومينا، مما يمكنها من تبديد الحرارة بسرعة. وفي الوقت نفسه، فإن مقاومتها الحجمية تصل إلى 10¹⁴–10¹⁶ أوم·سم، كما تمتلك خصائص عزل كهربائي ممتازة، مما يمنع بشكل فعال حدوث الدوائر القصيرة في الدوائر الكهربائية.

ثابت عازل منخفض وفقدان قليل: يتراوح ثابت العزل بين 8.5 و9.5، وهو أقل بكثير من أكسيد الألومنيوم، كما أن فقدان العزل أقل من 0.001. يمكنه تقليل توهين الإشارة والتداخل أثناء نقل الإشارات عالية التردد، مما يضمن استقرار وسرعة نقل الإشارة.

مقاومة عالية للحرارة واستقرار حراري: تصل درجة انصهاره إلى 2200°م، ويمكنه الحفاظ على الثبات البنيوي لفترة طويلة عند درجات حرارة تقل عن 1500°م. معامل التمدد الحراري قريب من معامل شرائح السيليكون، مما يقلل من إجهاد الوصلة الناتج عن التغيرات في درجة الحرارة ويمنع انفصال الشريحة عن الركيزة.
استقرار كيميائي جيد: يقاوم معظم الوسائط الكيميائية باستثناء الأحماض القوية، ولا يتأكسد أو يتدهور بسهولة في البيئات الرطبة. يمكنه الحفاظ على أداء جيد في البيئات المسببة للتآكل.

عملية التصنيع

بشكل عام، يتم خلط مسحوق السيراميك عالي النقاء من نيتريد الألومنيوم (AlN) بشكل متجانس مع كمية صغيرة من مواد مساعدة للتحميص، ثم تشكيله إلى هياكل أولية عن طريق الضغط المتساوي من جميع الجهات. بعد ذلك، تتم عملية تحميص الهياكل الأولية وضغطها حرارياً بالغاز الخامل أو النيتروجين لزيادة كثافتها. وأخيراً، تخضع هذه الهياكل لعمليات تشغيل ميكانيكية دقيقة وتلميع للأسطح.

مجالات التطبيق

في في مجال أشباه الموصلات: يُستخدم غالباً في تصنيع قواعد التبريد الحراري، واللوحات الحاملة، وملاقط الشحن الكهروستاتيكية، وغيرها من المكونات. وباستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، يمكن تصميم قنوات تبريد معقدة داخل القاعدة لتلبية متطلبات تبديد الحرارة للشرائح عالية الأداء.

في مجال الطاقة الجديدة، يمكن استخدامه في تصنيع مشتتات حرارة البطاريات، والأقواس العازلة، وما إلى ذلك. فهو لا يكتفي بتبديد الحرارة الناتجة عن البطارية أثناء التشغيل بشكل سريع، بل يحقق أيضاً العزل الكهربائي بين خلايا البطارية، مما يحسن من سلامة حزمة البطارية ويطيل عمرها الافتراضي.

في مجال اتصالات الجيل الخامس (5G): يُستخدم في تصنيع أغطية الهوائيات، والمرشحات، وأغلفة الأجهزة الراديوية (RF). وبفضل خصائصه المتمثلة في ثابت عزل منخفض وخسائر منخفضة، يمكنه تقليل توهين الإشارات عالية التردد، وتحسين جودة الاتصال، كما أن وزنه خفيف نسبيًا، ما يستجيب لمتطلبات تشغيل المعدات خفيفة الوزن.

في مجال الطيران والفضاء: يمكن استخدامه في تصنيع لوحات الدوائر المقاومة للحرارة العالية، وأغلفة المستشعرات، وغيرها. ويمكنه الحفاظ على الدقة البنيوية واستقرار الأداء في البيئات القاسية ذات درجات الحرارة المتطرفة التي تتراوح بين -180 ℃ و1200℃، مما يضمن التشغيل الطبيعي للمعدات.

الأنواع الشائعة

ركيزة السيراميك نيتريد الألومنيوم: وهي واحدة من المكونات الشائعة لنتريت الألومنيوم، وتتميز بموصلية حرارية ممتازة وعزل كهربائي، وتُستخدم على نطاق واسع في تبديد الحرارة في الأجهزة الإلكترونية وتعبئة الدوائر.

مشتتات حرارية من السيراميك نيتريد الألومنيوم: تُصنع عادةً باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد وعمليات أخرى، ويمكن تصميمها بأشكال وهياكل مختلفة وفقًا للاحتياجات الفعلية لتعزيز كفاءة التبريد. وتُستخدم غالبًا في تبديد الحرارة في حزم البطاريات للمركبات الكهربائية، والأجهزة الإلكترونية عالية القدرة، إلخ.

قُبة هوائي سيراميك نيتريد الألومنيوم: يتميز بثابت عزل منخفض وخسائر منخفضة، مما يضمن انتقال جيد للإشارات عالية التردد ويحمي الهوائي الداخلي من التأثيرات البيئية الخارجية. ويُستخدم في مجالات مثل الاتصالات 5G والاتصالات عبر الأقمار الصناعية وغيرها.

لماذا يكون سيراميك نيتريد الألومنيوم باهظ التكلفة إلى هذا الحد؟

1. بما أن نيتريد الألومنيوم غير موجود في الطبيعة، فإنه يُنتج من خلال تضخيم كيميائي وتخليق.
2. يجب أن يمر المسحوق بعدة عمليات تنقية ويكون ذو متطلبات عالية من حيث النقاء.
تتطلب عملية التشغيل الدقيقة أدوات طحن ماسيّة وأدوات آلات دقيقة. تتميز السيراميكات بصلابة عالية وعملية معالجتها بطيئة

كيف يمكن تخفيض سعر أجزاء السيراميك نيتريد الألومنيوم؟

الإجابة: هناك عدة طرق لخفض أسعار المنتجات
1. يمكن زيادة كمية الطلب
2. تقليل متطلبات الدقة للمنتجات
3. أو تغيير هيكل المنتج لتيسير التشكيل والتحميص والمعالجة، وتقليل معدل الفاقد
4. اختيار مواد ذات أسعار أقل مثل الألومينا

المواصفات الفنية