AlN lavorabile, con il marchio di fabbrica Shapal Hi-M Soft , è il leader di mercato, con un pedigree di 30 anni. Questo tende a essere il materiale di riferimento quando si raggiungono gli estremi di temperatura, shock termico, isolamento elettrico, pur avendo la capacità di essere lavorato senza utensili diamantati.
L’uso crescente di nitruro di alluminio (AlN) nell’elettronica di potenza, dissipando il calore e fornendo isolamento elettrico è una tendenza in corso. Le prestazioni del nitruro di alluminio superano di gran lunga quelle dell’allumina in alcune aree critiche. Ma il costo aggiuntivo di produzione di AlN è un fattore limitante.
Il passaggio da Allumina ad AlN ti porta da un materiale che è abbondante e una delle ceramiche tecniche più economiche disponibili, a un relativamente nuovo arrivato, che richiede una fornace specializzata in atmosfera di azoto e produttori specializzati limitati. Mentre il passaggio da un materiale all’altro è un cambiamento radicale con vantaggi significativi, può comportare significativi aumenti dei costi e tempi di consegna più lunghi.
Il passaggio ad AlN può essere mitigato utilizzando un passaggio intermedio, un nitruro di alluminio lavorabile. Ciò può aiutare notevolmente quando si sviluppa un pezzo di materiale strutturale che non può essere prodotto da substrati ceramici disponibili, ma richiede un pezzo di materiale più grande che altrimenti dovrebbe essere realizzato da polvere compattata e sinterizzata.
L’AlN lavorabile è un materiale pressato a caldo, prodotto in forma di billetta, facilmente lavorabile e prontamente disponibile. Ciò consente di realizzare rapidamente prototipi di piccole quantità di componenti senza dover attendere mesi per quantità minime di pezzi ordinabili.
Il nitruro di alluminio puro è meccanicamente più forte, più duro e ha una maggiore conduttività termica. Lo svantaggio è spesso il tempo di consegna e il costo della molatura del diamante, che può essere considerevole.
La transizione dall’allumina a un materiale termico più performante come l’AlN può richiedere utensili e tempi di consegna lunghi. Shapal Hi-M Soft può fornire il ponte, dove piccole quantità di prototipi possono essere rapidamente prodotte, provate e valutate, modificate nella fase di progettazione se necessario e quindi ritestate, senza dover effettuare ordini significativi, pagare per gli utensili e attendere mesi.
La capacità di realizzare rapidamente componenti in nitruro di alluminio lavorabili riduce i tempi di commercializzazione e consente di testare un prodotto completamente funzionante. Molti prodotti sono stati sviluppati in questo modo e un numero considerevole è rimasto con Shapal Hi-M Soft e non ha effettuato la transizione ad AlN.
Proprietà del nitruro di alluminio
Le tabelle delle proprietà seguenti mostrano i principali vantaggi del nitruro di alluminio (AlN) rispetto al nitruro di alluminio lavorabile (Shapal Hi-M Soft).
Proprietà generali
| Unità | di proprietà | Nitruro di alluminio | Shapal |
|---|---|---|---|
| Densità | g/cm 3 | 3,31 | 2,88 |
Proprietà elettriche
| Unità | di proprietà | Nitruro di alluminio | Shapal |
|---|---|---|---|
| Resistività di volume a 25℃ | Ωcm | 1,0 x 10 13 | 1,0 x 10 15 |
| Resistività di volume a 500℃ | Ωcm | 3,2 x 10 7 | 3,2 x 10 10 |
| Rigidità dielettrica | kV/mm | 15 | 65 |
Proprietà termiche
| Unità | di proprietà | Nitruro di alluminio | Shapal |
|---|---|---|---|
| CTE a 300 ℃ | /℃ | 4,6 x 10 6 | – |
| CTE @ 400 ℃ | / ℃ | – | 4,8 x 10 -6 |
| CTE a 500 ℃ | /℃ | 5,2 x 10 6 | – |
| CTE @ 600 ℃ | / ℃ | – | 4,9 x 10 -6 |
| CTE @ 800℃ | /℃ | – | 5,0 x 10 -6 |
| CTE a 1.000 ℃ | /℃ | 5,6 x 10 6 | – |
| Conduttività termica | W/mK | 180 | 92 |
| Temperatura massima di utilizzo in aria | ℃ | 1000 | 1000 |
| Temperatura massima di utilizzo in atmosfera non ossidante |
Temperatura | 1900 | 1900 |
* Il coefficiente di dilatazione termica (CTE) descrive come le dimensioni di un oggetto cambiano al variare della temperatura.
Proprietà meccaniche
| Unità | di proprietà | Nitruro di alluminio | Shapal |
|---|---|---|---|
| Resistenza alla flessione a 25℃ | MPa | 335 | 300 |
| Resistenza alla compressione a 25℃ | kg/mm 2 | 2100 | 100 |
| Durezza Vickers (Hv) a 25℃, 300g | kg/mm 2 | 1100 | 380 |
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