אלומיניום ניטריד (AlN)
קרמיקה מבודדת שמוליכה חום
ערכים טיפוסיים למצב המסירה שבכותרת
אלומיניום ניטריד הוא קרמיקה שמשלבת שתי תכונות נדירות ביחד: בידוד חשמלי מצוין (מעל 10¹⁴ Ω·cm) ומוליכות חום גבוהה מאוד, 140–230 W/m·K לפי הדרגה, פי 5–7 מאלומינה. ההתפשטות התרמית שלו (כ-4.5×10⁻⁶) קרובה לזו של סיליקון.
לכן הוא משמש למצעים ולמפזרי חום באלקטרוניקת הספק ובלד, לרכיבים בציוד לייצור שבבים (מחזיקים אלקטרוסטטיים, משטחי חימום), וכחלופה לא רעילה לבריליום אוקסיד.
תכונות מכניות ופיזיקליות
| תכונה | ערך | הערה |
|---|---|---|
| מודול אלסטיות E | 330 GPa | |
| צפיפות ρ | 3.26 g/cm³ | |
| חוזק כפיפה | 320 MPa | ערך המאגר |
| קשיות ויקרס HV | 1100 | |
| מוליכות חום | 140–230 W/m·K | |
| התפשטות תרמית | 4.5×10⁻⁶/°C | |
| עיבודיות | 0% — שחיקה בלבד | דירוג יחסי במאגר האתר |
מבנה וייצור
| מאפיין | ערך | משמעות |
|---|---|---|
| מבנה | ניטריד אלומיניום, קוולנטי | |
| מוליכות חום | 140–230 W/m·K | לפי הדרגה |
| התפשטות | כ-4.5×10⁻⁶/°C | קרובה לסיליקון |
ערכים טיפוסיים לפי נתוני יצרנים.
דרגות ותהליכי ייצור
בקרמיקות טכניות התכונות תלויות מאוד בטוהר, בצפיפות ובשיטת הייצור. הערכים בטבלה טיפוסיים.
| גרסה | תכונות | מתי בוחרים |
|---|---|---|
| דרגה רגילה (כ-170 W/m·K) | איזון מחיר ומוליכות | מצעים |
| דרגה גבוהה (מעל 200 W/m·K) | מוליכות מרבית | אלקטרוניקת הספק |
שימושים
- מצעים לאלקטרוניקת הספק
- מפזרי חום ללד
- רכיבים בציוד שבבים
- מחזיקים אלקטרוסטטיים
- חלופה לבריליום אוקסיד
ייצור ועיבוד
שבירות
קרמיקה לא מתעוותת לפני שבר: היא נשברת פתאום מפגם קטן, ולכן החוזק מפוזר מאוד. נמנעים מפינות חדות, ממאמצי מתיחה ומהלם, ומעדיפים עומסי לחיצה.
חמצון
באוויר מתחמצן מעל כ-700–800 °C. שכבת האלומינה מגינה עד כ-1370 °C, אבל פוגעת במוליכות.
מים
מתפרק לאט במים ובלחות. מגינים בתהליך ובאחסון.
השוואה לחומרים דומים
טעויות נפוצות
להשאיר בלחות לאורך זמן
הוא מתפרק לאט.
להשתמש בו באוויר בחום גבוה
הוא מתחמצן ומאבד מוליכות.
להעמיס במתיחה או בהלם
הוא שביר כמו כל קרמיקה.
מקבילים, תקנים ואספקה
| תקנים | מפרט יצרן |
|---|---|
| צורות אספקה | מצע · לוח · חלקים מעובדים |
| יצרנים | Kyocera · CoorsTek · Maruwa |
להמשך לימוד
הערכים טיפוסיים ומשמשים להשוואה בלבד. בקרמיקות החוזק נמדד בכפיפה ומפוזר מאוד (תלוי בפגמים ובגימור), ולכן מתכננים לפי נתוני היצרן ובמקדמי בטחון מתאימים. מקורות: ISO 513, ISO 13356, ASTM F603, גיליונות יצרנים, ומאגר החומרים של METAL HUB.
עודכן: 31 באוקטובר 2026