เซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์มีข้อดีของการนำความร้อนสูง ฉนวนไฟฟ้าที่ดีและคุณสมบัติไดอิเล็กทริกภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ความแข็งแรงของวัสดุสูงที่อุณหภูมิสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำที่เข้าคู่กับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ซิลิกอน ปลอดสารพิษ ฯลฯ AlN Aluminium Nitride คือ วัสดุกระจายความร้อนในอุดมคติสำหรับพื้นผิวเซรามิกและบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ แกนกลางและดัชนีประสิทธิภาพหลักของอะลูมิเนียมไนไตรด์เซรามิกมีค่าการนำความร้อนสูง แม้ว่าค่าการนำความร้อนของอะลูมิเนียมไนไตรด์จะสูงถึง 320W/(m·K) ในทางทฤษฎี แต่ค่าการนำความร้อนของผลิตภัณฑ์จริงนั้นเกิดจากสิ่งเจือปนและข้อบกพร่องในอะลูมิเนียมไนไตรด์ อัตรานี้น้อยกว่า 200W/(m·K) ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อค่าการนำความร้อนของเซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์ ได้แก่ ปริมาณออกซิเจนของโครงผลึก ความหนาแน่น โครงสร้างจุลภาค และความบริสุทธิ์ของผง ต่อไปนี้เป็นข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับปัจจัยสำคัญหลายประการ
1. ปริมาณออกซิเจนและสิ่งสกปรก
สำหรับเซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์ เนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับออกซิเจนสูง ออกซิเจนจึงแพร่เข้าสู่โครงตาข่าย AlN ได้ง่ายในระหว่างกระบวนการเผาผนึก ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับข้อบกพร่องหลายประการ และเป็นสาเหตุหลักที่ส่งผลต่อการนำความร้อนของอะลูมิเนียมไนไตรด์ . ในการกระเจิงของโฟนอนบกพร่อง บทบาทหลักคือการมีอยู่ของออกซิเจนและอลูมินาที่ไม่บริสุทธิ์ เนื่องจากอะลูมิเนียมไนไตรด์ถูกไฮโดรไลซ์และออกซิไดซ์ได้ง่าย ฟิล์มอะลูมิเนียมออกไซด์จึงถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิว และอะลูมิเนียมออกไซด์จะละลายลงในตาข่ายคริสตัลอะลูมิเนียมไนไตรด์ ทำให้ตาข่ายคริสตัลอะลูมิเนียมไนไตรด์ปรากฏเป็นแอนฮาร์โมนิก ส่งผลต่อการกระเจิงของโฟนอน ดังนั้นการนำความร้อนของเซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์จะลดลงอย่างรวดเร็ว
2. ความหนาแน่น
ตามค่าการนำความร้อนของอะลูมิเนียมไนไตรด์ รูพรุนจำนวนมากในตัวอย่างความหนาแน่นต่ำจะส่งผลต่อการกระเจิงของโฟนอน ลดเส้นทางอิสระเฉลี่ย และด้วยเหตุนี้จึงลดการนำความร้อนของเซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์ ในขณะเดียวกัน คุณสมบัติทางกลของตัวอย่างความหนาแน่นต่ำอาจไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของการใช้งานที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นความหนาแน่นสูงจึงเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับเซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์เพื่อให้มีค่าการนำความร้อนสูง
3. โครงสร้างจุลภาค
โครงสร้างจุลภาคของเซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์มีความสอดคล้องแบบหนึ่งต่อหนึ่งกับคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ โครงสร้างจุลภาครวมถึงขนาดเกรน สัณฐานวิทยา และเนื้อหาและการกระจายของระยะที่สองของขอบเกรน อะลูมิเนียมไนไตรด์เซรามิกที่แท้จริงคือพอลิคริสตัลไลน์แบบหลายเฟส ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเฟสคริสตัลอะลูมิเนียมไนไตรด์ เฟสที่สองของอะลูมิเนต (ระยะขอบเกรน) และรูพรุนและข้อบกพร่องอื่นๆ นอกเหนือจากการศึกษาข้อบกพร่องด้านโครงตาข่ายของอะลูมิเนียมไนไตรด์แล้ว หลายคนยังได้ศึกษาเม็ดคริสตัล สัณฐานวิทยาของขอบเกรน องค์ประกอบ ธรรมชาติ ปริมาณและการกระจายของเฟสขอบเกรนของอะลูมิเนียมไนไตรด์ และความสัมพันธ์กับค่าการนำความร้อน หลังจากการวิจัยอย่างกว้างขวาง เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าการกระจายตัวของระยะที่สองของอะลูมิเนตมีอิทธิพลที่สำคัญที่สุดต่อการนำความร้อน
