窒化アルミニウムセラミックには、高い熱伝導率、高温環境下での優れた電気絶縁性と誘電特性、高温での高い材料強度、半導体シリコン材料と一致する低い熱膨張係数、無毒などの利点があります。AlN窒化アルミニウムはセラミック基板や電子パッケージに理想的な放熱材料。 窒化アルミニウムセラミックのコアおよび主要業績評価指標は、高い熱伝導率です。 窒化アルミニウムの熱伝導率は理論的には320W /（m・K）に達する可能性がありますが、実際の製品の熱伝導率は窒化アルミニウムの不純物や欠陥が原因です。 レートは200W /（m・K）未満です。 窒化アルミニウムセラミックの熱伝導率に影響を与える主な要因は、結晶格子の酸素含有量、密度、微細構造、および粉末純度です。 以下は、いくつかの主要な要因の概要です。
1.酸素含有量と不純物
窒化アルミニウムセラミックの場合、酸素との親和性が高いため、酸素不純物は焼結プロセス中にAlN格子に拡散しやすく、これはさまざまな欠陥に直接関係し、窒化アルミニウムの熱伝導率に影響を与える主な原因です。 。 フォノン欠陥散乱では、主な役割は不純物酸素とアルミナの存在です。 窒化アルミニウムは加水分解・酸化しやすいため、表面に酸化アルミニウム膜が形成され、酸化アルミニウムが窒化アルミニウムの結晶格子に溶解します。 窒化アルミニウムの結晶格子を非調和に見せ、フォノン散乱に影響を与え、窒化アルミニウムセラミックの熱伝導率を大幅に低下させます。
2.密度
窒化アルミニウムの熱伝導率によると、低密度サンプルの多数の細孔はフォノンの散乱に影響を与え、それらの平均自由行程を減少させ、それによって窒化アルミニウムセラミックの熱伝導率を減少させます。 同時に、低密度サンプルの機械的特性は、関連するアプリケーションの要件を満たさない場合があります。 したがって、窒化アルミニウムセラミックが高い熱伝導率を持つためには、高密度が前提条件です。
3.微細構造
窒化アルミニウムセラミックの微細構造は、その熱力学的特性と1対1で対応しています。 微細構造には、粒径、形態、および粒界の第2相の含有量と分布が含まれます。 実際の窒化アルミニウムセラミックは多相多結晶であり、主に窒化アルミニウム結晶相、アルミン酸塩第二相（粒界相）、細孔などの欠陥で構成されています。 窒化アルミニウムの格子欠陥を研究することに加えて、多くの人々はまた、窒化アルミニウムの結晶粒、粒界形態、組成、性質、含有量、および結晶粒界相の分布、ならびにそれらの熱伝導率との関係を研究した。 徹底的な研究の結果、アルミン酸塩の第2相の分布が熱伝導率に最も重要な影響を与えると一般に考えられています。
