એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ ક્રુસિબલ ALN એલ્યુમિનિયમ ક્રુસિબલ
ઉત્પાદન પ્રસ્તુતિ
AlN એ એલ્યુમિનાના થર્મલ ઘટાડા દ્વારા અથવા એલ્યુમિનાના સીધા નાઇટ્રાઇડ દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.તેની ઘનતા 3.26 નોંધાયેલ અને માર્કમોનિટર-3 દ્વારા સુરક્ષિત છે, જો કે તે ઓગળતું નથી, વાતાવરણમાં 2500 °C થી વધુ તાપમાને વિઘટિત થાય છે.સામગ્રી સહસંયોજક રીતે બંધાયેલ છે અને પ્રવાહી બનાવતા એડિટિવની મદદ વિના સિન્ટરિંગનો પ્રતિકાર કરે છે.સામાન્ય રીતે, Y 2 O 3 અથવા CaO જેવા ઓક્સાઇડ 1600 અને 1900 °C વચ્ચેના તાપમાને સિન્ટરિંગ પ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે.
એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ એ ઉત્તમ સર્વગ્રાહી કામગીરી સાથે સિરામિક સામગ્રી છે, અને તેના સંશોધનને સો કરતાં વધુ વર્ષ પહેલાં શોધી શકાય છે.તે એફ. બિર્ગેલર અને એ. ગ્યુહ્ટરથી બનેલું છે જે 1862માં મળી આવ્યું હતું, અને 1877માં જેડબ્લ્યુ મેલેટએસ દ્વારા એલ્યુમિનિયમ નાઈટ્રાઈડનું પ્રથમ વખત સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું, પરંતુ તેનો 100 વર્ષથી વધુ સમય સુધી કોઈ વ્યવહારિક ઉપયોગ થયો ન હતો, જ્યારે તેનો રાસાયણિક ખાતર તરીકે ઉપયોગ થતો હતો. .
કારણ કે એલ્યુમિનિયમ નાઈટ્રાઈડ એ સહસંયોજક સંયોજન છે, નાના સ્વ-પ્રસરણ ગુણાંક અને ઉચ્ચ ગલનબિંદુ સાથે, તેને સિન્ટરિંગ કરવું મુશ્કેલ છે.1950 ના દાયકા સુધી એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ સિરામિક્સનું પ્રથમ વખત સફળતાપૂર્વક ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું હતું અને શુદ્ધ લોખંડ, એલ્યુમિનિયમ અને એલ્યુમિનિયમ એલોયના ગંધમાં પ્રત્યાવર્તન સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.1970 ના દાયકાથી, સંશોધનના ઊંડાણ સાથે, એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડની તૈયારીની પ્રક્રિયા વધુને વધુ પરિપક્વ બની છે, અને તેના ઉપયોગનો અવકાશ વિસ્તરી રહ્યો છે.ખાસ કરીને 21મી સદીમાં પ્રવેશ્યા ત્યારથી, માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ ટેક્નોલોજીના ઝડપી વિકાસ સાથે, ઇલેક્ટ્રોનિક મશીન અને ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો લઘુચિત્રીકરણ, હલકો, એકીકરણ, અને ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા અને ઉચ્ચ પાવર આઉટપુટ દિશા તરફ, વધુને વધુ જટિલ ઉપકરણો સબસ્ટ્રેટ અને ગરમીના વિસર્જનની પેકેજિંગ સામગ્રીઓ માટે. આગળ ઉચ્ચ જરૂરિયાતો, વધુ એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ ઉદ્યોગના ઉત્સાહી વિકાસને પ્રોત્સાહન આપે છે.
મુખ્ય લક્ષણો
AlN મોટાભાગની પીગળેલી ધાતુઓ, ખાસ કરીને એલ્યુમિનિયમ, લિથિયમ અને તાંબાના ધોવાણનો પ્રતિકાર કરે છે.
તે ક્લોરાઇડ્સ અને ક્રાયોલાઇટ સહિત પીગળેલા મીઠાના મોટાભાગના ધોવાણ માટે પ્રતિરોધક છે
સિરામિક સામગ્રીની ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા (બેરિલિયમ ઓક્સાઇડ પછી)
ઉચ્ચ વોલ્યુમ પ્રતિકારકતા
ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત
તે એસિડ અને આલ્કલી દ્વારા નાશ પામે છે
પાવડર સ્વરૂપમાં, તે સરળતાથી પાણી અથવા ભેજની ભેજ દ્વારા હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ થાય છે
મુખ્ય એપ્લિકેશન
1, પીઝોઇલેક્ટ્રિક ઉપકરણ એપ્લિકેશન
એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડમાં ઉચ્ચ પ્રતિકારકતા, ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા (Al2O3 ની 8-10 ગણી) અને સિલિકોન જેવો જ ઓછો વિસ્તરણ ગુણાંક છે, જે ઉચ્ચ તાપમાન અને ઉચ્ચ શક્તિવાળા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો માટે આદર્શ સામગ્રી છે.
2, ઇલેક્ટ્રોનિક પેકેજિંગ સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી
સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી સિરામિક સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીઓ બેરિલિયમ ઓક્સાઇડ, એલ્યુમિના, એલ્યુમિનિયમ નાઈટ્રાઈડ વગેરે છે, જેમાં એલ્યુમિના સિરામિક સબસ્ટ્રેટ ઓછી થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે, થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક સિલિકોન સાથે મેળ ખાતો નથી;જો કે બેરિલિયમ ઓક્સાઇડમાં ઉત્તમ ગુણધર્મો છે, પરંતુ તેનો પાવડર અત્યંત ઝેરી છે.
સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગમાં લઈ શકાય તેવી હાલની સિરામિક સામગ્રીઓમાં, સિલિકોન નાઈટ્રાઈડ સિરામિકમાં સૌથી વધુ બેન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થ, સારી વસ્ત્રો પ્રતિકાર, શ્રેષ્ઠ વ્યાપક યાંત્રિક કાર્યક્ષમતા અને સૌથી નાનું થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક ધરાવતી સિરામિક સામગ્રી છે.એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ સિરામિક્સમાં ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા હોય છે, સારી થર્મલ અસર પ્રતિકાર હોય છે, અને હજુ પણ ઊંચા તાપમાને સારી યાંત્રિક ગુણધર્મો હોય છે.કામગીરીની દ્રષ્ટિએ, એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ અને સિલિકોન નાઇટ્રાઇડ હાલમાં ઇલેક્ટ્રોનિક પેકેજિંગ સબસ્ટ્રેટ માટે સૌથી યોગ્ય સામગ્રી છે, પરંતુ તેમની પાસે એક સામાન્ય સમસ્યા પણ છે કે કિંમત ખૂબ ઊંચી છે.
3, અને લ્યુમિનેસન્ટ સામગ્રી પર લાગુ થાય છે
એલ્યુમિનિયમ નાઈટ્રાઈડ (AlN) ના ડાયરેક્ટ બેન્ડગેપ ગેપની મહત્તમ પહોળાઈ 6.2 eV છે, જે પરોક્ષ બેન્ડગેપ સેમિકન્ડક્ટરની સરખામણીમાં ઉચ્ચ ફોટોઈલેક્ટ્રીક રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે.AlN મહત્વપૂર્ણ વાદળી પ્રકાશ અને યુવી પ્રકાશ ઉત્સર્જન કરતી સામગ્રી તરીકે, તે યુવી / ડીપ યુવી લાઇટ-એમિટિંગ ડાયોડ, યુવી લેસર ડાયોડ અને યુવી ડિટેક્ટર પર લાગુ થાય છે.વધુમાં, AlN જૂથ III નાઈટ્રાઈડ જેમ કે GaN અને InN સાથે સતત નક્કર સોલ્યુશન્સ બનાવી શકે છે, અને તેનો ટર્નરી અથવા ક્વાટર્નરી એલોય તેના બેન્ડ ગેપને દૃશ્યમાનથી ઊંડા અલ્ટ્રાવાયોલેટ બેન્ડ્સ સુધી સતત સમાયોજિત કરી શકે છે, જે તેને મહત્વપૂર્ણ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન લ્યુમિનેસન્ટ સામગ્રી બનાવે છે.
4, જે સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી પર લાગુ થાય છે
AlN સ્ફટિકો GaN, AlGaN તેમજ AlN એપિટેક્સિયલ સામગ્રીઓ માટે એક આદર્શ સબસ્ટ્રેટ છે.નીલમ અથવા SiC સબસ્ટ્રેટની તુલનામાં, AlN પાસે GaN સાથે વધુ થર્મલ મેચ છે, ઉચ્ચ રાસાયણિક સુસંગતતા છે અને સબસ્ટ્રેટ અને એપિટેક્સિયલ સ્તર વચ્ચે ઓછો તણાવ છે.તેથી, જ્યારે AlN ક્રિસ્ટલનો ઉપયોગ GaN એપિટેક્સિયલ સબસ્ટ્રેટ તરીકે થાય છે, ત્યારે તે ઉપકરણમાં ખામી ઘનતાને ઘટાડી શકે છે, ઉપકરણની કામગીરીમાં સુધારો કરી શકે છે અને ઉચ્ચ તાપમાન, ઉચ્ચ આવર્તન અને ઉચ્ચ પાવર ઇલેક્ટ્રોનિકની તૈયારીમાં સારી એપ્લિકેશનની સંભાવના ધરાવે છે. ઉપકરણો
વધુમાં, ઉચ્ચ એલ્યુમિનિયમ (Al) ઘટક તરીકે AlN ક્રિસ્ટલ સાથે AlGaN એપિટેક્સિયલ મટિરિયલ સબસ્ટ્રેટ પણ નાઇટ્રાઇડ એપિટેક્સિયલ સ્તરમાં ખામી ઘનતાને અસરકારક રીતે ઘટાડી શકે છે, અને નાઇટ્રાઇડ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણની કામગીરી અને સેવા જીવનમાં ઘણો સુધારો કરી શકે છે.AlGaN પર આધારિત ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા દૈનિક-અંધ ડિટેક્ટર્સ સફળતાપૂર્વક લાગુ કરવામાં આવ્યા છે.
5, સિરામિક્સ અને પ્રત્યાવર્તન સામગ્રીમાં વપરાય છે
એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડને સ્ટ્રક્ચરલ સિરામિક્સના સિન્ટરિંગ પર લાગુ કરી શકાય છે, તૈયાર એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ સિરામિક્સ, માત્ર સારા યાંત્રિક ગુણધર્મો જ નહીં, ફોલ્ડિંગ તાકાત Al2O3 અને BeO સિરામિક્સ કરતાં વધુ છે, ઉચ્ચ કઠિનતા, પણ ઉચ્ચ તાપમાન અને કાટ પ્રતિકાર પણ છે.AlN સિરામિક ગરમી પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકારનો ઉપયોગ કરીને, તેનો ઉપયોગ ક્રુસિબલ અને અલ બાષ્પીભવન પ્લેટ જેવા ઉચ્ચ તાપમાનના કાટ પ્રતિરોધક ભાગો બનાવવા માટે કરી શકાય છે.વધુમાં, શુદ્ધ AlN સિરામિક્સ એ રંગહીન પારદર્શક સ્ફટિકો છે, જેમાં ઉત્તમ ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો છે, અને પારદર્શક સિરામિક્સ મેન્યુફેક્ચરિંગ ઇલેક્ટ્રોનિક ઓપ્ટિકલ ઉપકરણો માટે ઉચ્ચ તાપમાન ઇન્ફ્રારેડ વિન્ડો અને ગરમી પ્રતિરોધક કોટિંગ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે.
6. કમ્પોઝિટ
ઇપોક્સી રેઝિન / AlN સંયુક્ત સામગ્રી, પેકેજિંગ સામગ્રી તરીકે, સારી થર્મલ વાહકતા અને ગરમીના વિસર્જન ક્ષમતાની જરૂર છે, અને આ જરૂરિયાત વધુને વધુ કડક છે.સારી રાસાયણિક ગુણધર્મો અને યાંત્રિક સ્થિરતા સાથે પોલિમર સામગ્રી તરીકે, ઇપોક્સી રેઝિનનો ઉપચાર કરવો સરળ છે, નીચા સંકોચન દર સાથે, પરંતુ થર્મલ વાહકતા વધારે નથી.ઇપોક્સી રેઝિનમાં ઉત્તમ થર્મલ વાહકતા સાથે AlN નેનોપાર્ટિકલ્સ ઉમેરીને, થર્મલ વાહકતા અને તાકાત અસરકારક રીતે સુધારી શકાય છે.