Алюминий нитрид А200 в Минске

Нитрид алюминия А200 — технические характеристики и применение

Нитрид алюминия А200 — керамический порошок с высоким содержанием основной фазы AlN, предназначенный для производства теплопроводящей керамики, подложек силовой электроники и композиционных материалов. Материал отличается сочетанием высокой теплопроводности и диэлектрических свойств, что делает его востребованным в изделиях с интенсивным теплоотводом.

Состав и физико-химические параметры

Порошок А200 характеризуется содержанием нитрида алюминия не менее 98,5%, примеси кислорода — в пределах 0,8–1,2%, свободного углерода — до 0,05%. Средний размер частиц составляет 1,5–2,5 мкм, удельная поверхность по БЭТ — 3,5–5,5 м/г. Морфология частиц близка к равноосной, что обеспечивает стабильную усадку при спекании и формирование плотной микроструктуры без выраженной анизотропии.

Ключевое свойство материала — теплопроводность спечённой керамики на основе А200, достигающая 170–200 Вт/(мК) при комнатной температуре. Электрическая прочность составляет 15–20 кВ/мм, диэлектрическая проницаемость — 8,5–9,0 при 1 МГц, удельное объёмное сопротивление — не менее 10 Омсм. Температурный коэффициент линейного расширения — 4,5–5,0 10 К, что близко к значениям для кремния и карбида кремния.

Технология переработки

Порошок А200 перерабатывается методами горячего прессования, искрового плазменного спекания (SPS) и безобжигового литья с последующим спеканием при температурах 1750–1850 C в атмосфере азота. Для снижения температуры спекания и подавления роста зёрен вводятся спекающие добавки — оксид иттрия (YO) или оксид кальция в количестве 1–3 мас.%. Оптимальная плотность спечённых изделий — 3,26–3,30 г/см, что соответствует 98–99% от теоретической.

При подготовке шликеров для литья рекомендуется использовать диспергаторы на основе полиакрилатов, обеспечивающие стабильность суспензии при pH 9–10. Грануляция порошка методом распылительной сушки позволяет получать пресс-порошки с текучестью, пригодной для автоматического прессования подложек сложной конфигурации.

Применение в промышленности

Керамика на основе нитрида алюминия А200 используется в узлах, где требуется одновременный отвод тепла и электрическая изоляция:

• подложки и корпуса IGBT-модулей, силовых транзисторов и лазерных диодов;
• теплоотводящие платы для светодиодных матриц высокой мощности;
• электроизоляционные шайбы и втулки в вакуумных установках;
• мишени для магнетронного распыления в тонкоплёночных производствах;
• детали разрядных камер и высоковольтных вводов;
• теплопроводящие наполнители для полимерных компаундов.

В металлургии и химическом машиностроении А200 применяется для изготовления тиглей, лодочек и защитных чехлов термопар, работающих при температурах до 1200 C в среде инертных газов или вакуума. Устойчивость к расплавам алюминия, меди и их сплавов позволяет использовать керамику в литейном производстве для элементов раздаточных желобов и фильтрующих систем.

Сравнение с альтернативными марками

Условия хранения и меры безопасности

Порошок А200 гигроскопичен: при контакте с влагой на поверхности частиц образуется гидроксид алюминия, что повышает содержание кислорода и ухудшает спекаемость. Хранение осуществляется в герметичной таре с осушителем при относительной влажности не более 40%. Перед использованием рекомендуется прокалка при 600–800 C в токе азота в течение 2 часов для удаления адсорбированной влаги.

Мелкодисперсная фракция порошка способна образовывать взвеси в воздухе, поэтому работы проводятся в вытяжных шкафах с применением респираторов класса FFP3. При контакте с водой возможно выделение аммиака, поэтому запрещается тушение возгораний порошка водой — используются песок или инертные газы.

Вопросы и ответы