一、什么是氮化铝（AlN）陶瓷

氮化铝（Aluminum Nitride，简称AlN）是一种具有六方晶系钎锌矿型结构的共价键化合物。氮化铝陶瓷以其卓越的热导率脱颖而出，其热导率是氧化铝材料的4到7倍，这使得它在高功率和高频电子设备中具有巨大的应用潜力。此外，氮化铝还具有高机械强度和良好的耐蚀性，被认为是最具发展前途的高导热陶瓷材料。

氮化铝晶体结构

二、氮化铝陶瓷的应用领域

氮化铝（具有优良的热导性、可靠的电绝缘性、低的介电常数和介电损耗、无毒以及与硅相匹配的热膨胀系数等一系列优良特性，在电力电子、航空航天、国防军事、汽车和机车、通讯以及其它工业领域均具有广泛的应用前景。

氮化铝除了是新一代散热基板和电子器件封装的理想材料，还可用于热交换器、坩埚、保护管、浇注模具、半导体静电卡盘、压电陶瓷及薄膜、导热填料等。

      1、电子散热与封装

      氮化铝陶瓷基板热导率可达180 W/mK（氧化铝的7-10倍），与硅的热膨胀系数相近，适用于大功率LED、IGBT模块等散热需求高的电子元件，可提升散热效率并确保元件稳定性。

   2、耐高温结构材料

         在2000℃非氧化气氛下仍保持稳定，抗熔融金属侵蚀能力强，常用于船用燃气轮机、内燃机的耐热部件，以及半导体坩埚、蒸发皿等高温容器。

   3、光学与微波应用

         氮化铝陶瓷可作为红外窗口材料用于红外探测器，其高频特性也适用于微波通信领域，如雷达、电子对抗设备。

    4、汽车与工业领域

          用于汽车LED大灯基板，相比氧化铝基板导热性能提升显著，且兼容原有产线。在太阳能电池、燃料电池中作为散热材料，以及生物传感器的植入材料。

   5、半导体设备零部件

    静电吸盘（ESC）、氮化铝加热盘（Heater）、陶瓷喷嘴、高温耐蚀部件等。

       三、氮化铝陶瓷的的烧结

  1、烧结温度

   氮化铝AlN属于共价化合物，自扩散系数小，烧结致密化非常困难，通常需要使用稀土金属氧化物和碱土金属氧化物作为烧结助剂来促进烧结，但仍需要1800℃以上的烧结温度。

2、烧结时间

氮化铝陶瓷的烧结工艺同样包含两个关键步骤：首先是排胶过程，即在升温前通过抽真空除氧和送入工艺气体，将添加剂缓慢升温至挥发温度（400～600℃），从而充分排出有机添加剂，确保产品烧结性能的稳定性。在完成添加剂的排出后，我们选择恰当的烧结温度曲线和工艺气氛进行烧结。共烧温度控制在1600至2000℃，通常整个过程需要数十个小时。

3、烧结气氛

氮化铝陶瓷金属浆料中，钨、钼、镍和锰，属于贱金属，原料成本相对较低。然而，它们有一个共同的缺点——在高温下极易氧化。在空气中，钨从350℃开始快速氧化。而钼在520℃开始被缓慢氧化，生成三氧化二钼（Mo2O3）；温升至600℃以上，钼迅速被氧化成三氧化钼（MoO3）。镍则在400℃就开始氧化。而锰的活泼性更强，加热就能于氧气化合，形成二氧化锰（MnO2）。因此，采用钨、钼、镍和锰等金属进行共烧结时，需要添加还原性气氛，以保证金属导体不被氧化。一般地，需要加入的是氢气或者湿氢。

四、氮化铝陶瓷专用真空排胶烧结炉 

1、 TZXA3060-20NH型卧式真空烧结炉 

卧式真空烧结炉炉门采用双层水冷，双开门结构。由炉体、加热室、真空系统、充气系统、水冷系统、电控及供电系统等组成

主要技术参数

  2、 TZVA4060-20NH 型立式真空烧结炉

立式真空烧结炉炉门采用双层水冷，下开门结构。由框架、炉体、炉门锁紧机构、炉门升降机构、真空系统、热场结构、温度测量与控制系统、冷却水系统、压缩空气系统、气氛系统等组成。

主要技术参数