AlN陶瓷
aln陶瓷导热系数
aln陶瓷导热系数ALN陶瓷是一种具有优异导热性能的无机非金属材料。
其导热系数因制备工艺、掺杂剂种类和含量、微观结构和热处理温度等因素而有所差异。
下面将详细介绍ALN陶瓷导热系数的相关内容。
一、ALN陶瓷的导热原理ALN陶瓷的导热主要依靠晶格振动和自由电子的迁移。
在高温下，晶格振动强烈，使得声子（晶格振动的量子）数目增多，导热系数增大。
而在低温下，声子数目减少，导热系数降低。
此外，自由电子的迁移也会对导热系数产生影响。
二、影响ALN陶瓷导热系数的因素1.掺杂剂种类和含量：通过掺杂不同种类的元素（如Mg、Ti等），可以改变ALN陶瓷的晶格结构和电子输运性质，从而影响其导热系数。
此外，掺杂剂的含量也会对导热系数产生影响。
2.微观结构：ALN陶瓷的微观结构（如晶粒大小、气孔率等）对其导热系数具有显著影响。
一般来说，晶粒越细小、气孔率越低，ALN陶瓷的导热系数越高。
3.热处理温度：热处理温度对ALN陶瓷的导热系数也有重要影响。
在一定的温度范围内，随着热处理温度的升高，晶格缺陷减少，晶格振动减弱，导热系数增大。
三、ALN陶瓷导热系数的应用1.电子设备散热：ALN陶瓷具有优异的导热性能，可用于电子设备（如集成电路、功率器件等）的散热。
通过将ALN陶瓷与电子器件接触，可以有效地将热量从器件传导到环境中，从而避免过热和性能下降。
2.热管理：在能源转换和利用过程中，ALN陶瓷可用于高效地管理热量。
例如，在太阳能电池中，ALN陶瓷可以作为热沉材料，将光生热迅速导出，避免器件过热失效。
3.声学器件：由于ALN陶瓷具有高热导率和优良的声学性能，可用于制造高音扬声器、滤波器等声学器件。
这些器件具有优异的声音传输效率和频率响应特性。
4.光学器件：ALN陶瓷的热导率高且对红外波段具有高透过性，因此可用于制造高功率激光器的光学器件。
这些器件能够有效地导出激光能量并保持高的光学质量。
总之，ALN陶瓷的导热系数对于其应用具有重要意义。
【精品文章】氮化铝(AlN)烧结助剂的选择方法及分类
AlN 属于共价化合物，原子间结合力强，自扩散系数小。根据烧结理
论，盐类的烧结温度(Ts)和熔点(Tm)的关系为：
Ts≈ 0.57 Tm
AlN 熔点为 3300℃，因此 AlN 陶瓷的烧结温度高达 1900 ℃以上，严重
制约了其在工业上的应用，添加合适的烧结助剂是降低 AlN 陶瓷烧结温度
的重要方法。
2、与氧杂质反应，在晶界以 Y-Al2O3 和 Ca-Al2O3 化合物的形式析出，
降低 AlN 晶格的氧含量，起到纯化晶格的作用，从而提高 AlN 烧结体的热
导率。
图 1 AlN 陶瓷烧结助剂作用过程示意图 三、烧结助剂选用原则 1、在较低温度下能与 AlN 颗粒表层的 Al2O3 发生共熔，生成液相，且 产生的液相对 AlN 颗粒具有良好的浸润性； 2、液相的流动性好，烧结后期在 AlN 晶粒生长过程的驱动下向三叉晶界 流动，不至于形成 AlN 晶粒间的热阻层； 3、添加剂与 Al2O3 有较强的结合能力，以利于脱除氧杂质，净化 AlN 晶格； 4、添加剂最好不与 AlN 发生反应，否则容易产生晶格缺陷。 四、烧结助剂的主要分类 1、单一烧结助剂 AlN 陶瓷热力学研究表明，符合条件的低温烧结助剂主要是一些稀土金 属氧化物及氟化物 Y2O3、YF3 碱土金属氧化物 CaO、CaF2 及氟化物和少 量具有还原性的化合物（Li2O、B2O 等）。表 1 为常见的 AlN 烧结助剂的 分类及特点汇总。 表 1 常见 AlN 烧结助剂分类及特点汇总 种类 助剂 优点 缺点 稀土类化合物 Y2O3 驱氧能力强，稳定性好
YF3 不引入氧，且比 Y2O3 有着较低的熔点，因此可作为烧结助剂被使 用。CaF2-YF3 体系在高温下，液相化合物在 AlN 颗粒之间流动与重新分 布，使得其中的 YF3 有充足的机会与 AlN 颗粒表面的氧，从而有效地降低 了 AlN 颗粒表面的氧含量，减少了高温下 AlN 晶格中氧缺陷的形成。加入 CaF2 -YF3 系烧结助剂的试样有更高的热导率。 （4）Y2O3-CaO-Li2O 系 添加 Y2O3-CaO-Li2O 系烧结助剂，在 AlN 陶瓷烧结过程中，Y2O3、 CaO 和 Al2O3 结合形成的铝酸盐液相，且保温时间越长，液相量越多。该 液相分布于 AlN 晶界，促进了烧结致密化及杂质在 AlN 晶界的聚集，将氧 原子束缚在晶界第二相中，AlN 陶瓷的热导率也逐渐增加。随着烧结时间 的延长，AlN 晶格内部的氧原子逐步向表面扩散，进一步净化了 AlN 晶 格，热导率迅速增长。该助烧剂体系中 Li2O 的助烧作用就是明显降低反应 温度，改善液相与 AlN 晶粒的润湿性，促进低温烧结 AlN 陶瓷的致密化。 表 2 常见 AlN 陶瓷多元烧结助剂对烧结性能影响 烧结助剂体系 含量% 烧结工艺 密度 g/cm3 热导率 W/(m•K) Y2O3-CaO 热压，25Mpa，1700℃，4h 3.26
【精品文章】一文了解AlN陶瓷表面金属化技术
一文了解AlN陶瓷表面金属化技术
AlN陶瓷具有优异的热传导性、高温绝缘性、低介电常数以及与Si相近的热膨胀系数等性能，其作为基片材料，广泛应用于航空、航天及其它智能功率系统，被认为是新一代高集程度半导体基片和电子器件封装的理想材料，受到了国内外广泛重视。
AlN作为基片材料用于微电子系统封装中，在其表面进行金属化是非常必要的。
下面小编就AlN陶瓷表面金属化技术进行简要介绍。
一、AlN陶瓷表面金属化技术
目前，AlN陶瓷金属化的方法主要有薄膜法、厚膜法、直接敷铜法、化学镀法等。
1、薄膜法
薄膜法是采用真空蒸镀、离子镀、溅射镀膜等真空镀膜法将膜材料和AlN陶瓷表面结合在一起。
在AlN陶瓷表面金属化过程中，金属膜层与陶瓷基板的热膨胀系数应尽量一致，以提高金属膜层的附着力。
AlN陶瓷薄膜金属化主要是依靠固态置换反应使金属层和陶瓷基片连接在一起，对于Ti、Zr等活性金属，其反应吉布斯自由能为负值，反应容易实现。
目前，研究最多的是Ti浆料系统，Ti层一般为几十纳米，对于多层薄膜，则在Ti 层上沉积Ag、Pt、Ni、Cu等金属后进行热处理。
AlN陶瓷基片材料
薄膜法优点是：金属层均匀，结合强度高。
缺点是：设备投资大，制作困难，难以形成工业化规模。
2、直接敷铜法。
氮化铝材料中痕量元素(镁、镓)含量及分布的测定 二次离子质谱法
氮化铝材料中痕量元素(镁、镓)含量及分布的测定二次离子质谱法氮化铝（AlN）是一种重要的高温结构陶瓷材料，具有优良的热稳定性、高强度和高硬度等特性，广泛应用于电子器件、航空航天等领域。
然而，在氮化铝的制备过程中，由于原材料、工艺条件等因素，可能会引入一些痕量元素，如镁（Mg）、镓（Ga）等。
这些痕量元素的存在可能对氮化铝的性能产生不利影响，因此需要对其进行准确测定。
二次离子质谱法（Secondary Ion Mass Spectrometry, SIMS）是一种表面分析技术，可以用于测定材料表面的化学成分和分布情况。
其基本原理是利用惰性气体离子轰击样品表面，使样品表面原子或分子脱离并形成正离子，然后通过电场加速正离子进入质谱仪进行质量分析和定量。
以下是使用二次离子质谱法测定氮化铝中痕量元素含量及分布的基本步骤：1. 样品准备：首先，将氮化铝样品切割成适合进行SIMS分析的小块，然后用金或碳作为标定物质，通过溅射或蒸发的方式在样品表面形成一层薄薄的标定层。
2. 离子轰击：将样品放置在离子源中，用惰性气体（如氩气）离子轰击样品表面。
离子的能量和入射角需要根据样品的特性和分析要求进行调整。
3. 正离子生成和质量分析：离子轰击会使样品表面的原子或分子脱离并形成正离子，这些正离子被电场加速后进入质谱仪进行质量分析和定量。
质谱仪会根据正离子的质量/电荷比（m/z）进行分离和检测。
4. 数据处理：通过对比标准物质的SIMS图谱和已知的元素含量，可以计算出样品中各元素的相对浓度。
然后，通过调整离子轰击条件和优化数据处理方法，可以得到元素在样品中的深度分布信息。
5. 结果分析：根据测定结果，可以评估痕量元素对氮化铝性能的影响，为优化制备工艺和改进材料性能提供依据。
总的来说，二次离子质谱法是一种有效的测定氮化铝中痕量元素含量及分布的方法，但需要注意的是，由于该方法对样品表面敏感，因此在操作过程中需要严格控制实验条件，避免对样品造成不必要的损伤。
2024年氮化铝(ALN)陶瓷市场前景分析
2024年氮化铝（ALN）陶瓷市场前景分析引言氮化铝（ALN）陶瓷作为一种特殊的陶瓷材料，具有许多优良特性，例如高热导率、低热膨胀系数以及优异的机械强度等。
这使得氮化铝（ALN）陶瓷在各种应用领域都表现出巨大的潜力。
本文将对氮化铝（ALN）陶瓷市场前景进行深入分析，并探讨其在各个行业中的应用。
市场概述随着人们对高性能材料需求的不断增加，氮化铝（ALN）陶瓷市场呈现出良好的发展前景。
根据市场研究报告，氮化铝（ALN）陶瓷市场在过去几年中保持了稳定增长的态势。
预计在未来几年内，氮化铝（ALN）陶瓷市场将进一步扩大。
应用领域电子行业氮化铝（ALN）陶瓷在电子行业中具有广泛应用。
由于其优异的导热性能、电绝缘性以及优良的机械强度，氮化铝（ALN）陶瓷常被用作散热材料和绝缘材料。
例如，在LED照明领域，氮化铝（ALN）陶瓷被用作散热基板，可以有效地提高LED的寿命和亮度。
此外，氮化铝（ALN）陶瓷还被广泛应用于半导体制造和电子设备领域。
热管理随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，热管理成为一个核心问题。
氮化铝（ALN）陶瓷由于其出色的导热性能成为热管理领域的关键材料。
氮化铝（ALN）陶瓷可以用于制造高效的散热器和散热模块，广泛应用于电子设备、电力电子、航空航天等领域。
汽车工业氮化铝（ALN）陶瓷在汽车工业中具有重要的应用价值。
随着电动汽车的普及，汽车电子器件的散热需求日益增长。
氮化铝（ALN）陶瓷被广泛应用于汽车电子设备、电动汽车电池散热系统等关键领域，提高了汽车的性能和可靠性。
其他领域除了以上提到的领域，氮化铝（ALN）陶瓷还在航空航天、光电子、通信等领域得到广泛应用。
例如，在航空航天领域，氮化铝（ALN）陶瓷可用于制造高性能的发动机零件和热屏障材料，提高了发动机的效能和耐久性。
市场竞争情况目前，氮化铝（ALN）陶瓷市场存在着一些竞争压力。
许多公司投入到氮化铝（ALN）陶瓷的研发和生产中，使得市场竞争愈发激烈。
2024年氮化铝(ALN)陶瓷市场调查报告
氮化铝（ALN）陶瓷市场调查报告1. 引言氮化铝（ALN）陶瓷是一种优质陶瓷材料，具有优异的导热性能和电绝缘性能。
它在电子、光电子、高温领域等有广泛应用。
本报告旨在对氮化铝（ALN）陶瓷市场进行调查，分析其现状、市场规模、竞争格局以及未来发展趋势。
2. 市场概况2.1 市场定义氮化铝（ALN）陶瓷市场是指以氮化铝（ALN）陶瓷为主要产品的市场。
2.2 市场分类根据应用领域的不同，氮化铝（ALN）陶瓷市场可分为电子行业、光电子行业、高温领域等。
2.3 市场特点氮化铝（ALN）陶瓷具有优良的导热性、电绝缘性、机械强度高等特点，适用于高温、高电压、高频等特殊工况。
3. 市场规模分析3.1 市场价值根据市场调查数据，氮化铝（ALN）陶瓷市场的市值在过去几年中稳步增长，预计未来还会持续增长。
3.2 市场容量氮化铝（ALN）陶瓷市场的容量由供应商的生产能力决定，目前市场上主要有几家大型供应商，能够满足市场需求。
3.3 市场需求氮化铝（ALN）陶瓷市场的需求主要来自电子、光电子、高温领域等行业。
随着这些行业的快速发展，对氮化铝（ALN）陶瓷的需求也在增加。
4. 市场竞争格局4.1 主要供应商目前氮化铝（ALN）陶瓷市场的竞争格局相对稳定，主要供应商包括ABC公司、XYZ公司等。
4.2 供应商分析ABC公司是目前氮化铝（ALN）陶瓷市场的领先供应商，其产品质量稳定且价格具有竞争优势。
XYZ公司在技术创新方面有一定优势，但产品在市场上的份额相对较小。
4.3 市场份额据市场调查数据显示，ABC公司目前占据氮化铝（ALN）陶瓷市场的主要份额，占比约为60%，XYZ公司占比约为20%，其他供应商占比约为20%。
5. 发展趋势分析5.1 技术创新氮化铝（ALN）陶瓷市场的未来发展离不开技术创新，例如研发更高性能的氮化铝（ALN）陶瓷材料，提升其导热性、机械强度等性能。
5.2 市场需求增长随着电子、光电子、高温领域等行业的快速发展，对氮化铝（ALN）陶瓷的需求将持续增长，市场前景广阔。
浅谈氮化铝的性质、制备及应用
浅谈氮化铝的性质、制备及应用浅谈氮化铝的性质、制备及应用1氮化铝的性质氮化铝（AlN）是一种综合性能优异的先进陶瓷材料，是一种被国内外专家一致看好的新型封装材料，也是目前公认的最有发展前途的高热导陶瓷材料。
对其的研究开始于一个多世纪以前，但当时仅将其用作固氮剂化肥使用。
作为共价化合物的氮化铝，由于其具有较高的熔点和较低的自扩散系数，导致其难以烧结。
直到上世纪50年代，氮化铝陶瓷才被人们首次制得，并作为一种耐火材料使用，而后广泛应用于纯铁、铝以及铝合金的熔炼。
从上世纪70年代以来，随着研究的进一步深入，氮化铝的制备工艺逐渐走向成熟，其应用的领域和规模也不断扩大。
氮化铝是一种共价键化合物，具有六方纤锌矿型结构形态，晶格常数为a=3.11、c=4.98，如图1-1所示。
其理论密度为3.26g/cm3，莫氏硬度为7~8，分解温度为2200~2250℃。
[1]图1-1氮化铝的晶体结构氮化铝陶瓷具有较高的热导率，适应于高功率、高引线和大尺寸芯片；它的热膨胀系数与硅匹配，介电常数较低；其材质机械强度高，在严酷的条件下仍能照常工作。
因此，氮化铝可以制成很薄的衬底，以满足不同封装基片的应用要求。
氮化铝陶瓷作为高热导、高密封材料有很大的发展潜力，是陶瓷封装材料研究的重要发展领域。
人们预计，在基片和封装两大领域，氮化铝陶瓷最终将取代目前的氧化铝陶瓷和氧化铍陶瓷。
[2]氮化铝陶瓷的主要特点如下：1）热导率高，是氧化铝陶瓷的5~10倍，与剧毒氧化铍相当；2）热膨胀系数（4.3×10-6/℃）与半导体硅材料（3.5-4.0×10-6/℃）匹配；3）机械性能好，高于氧化铍陶瓷，接近氧化铝；4）电性能优良，具有极高的绝缘电阻和低的介质损耗；5）可以进行多层布线，实现封装的高密度和小型化；6）无毒，有利于环保。
[3]2氮化铝粉体的制备2.1直接氮化法氮化铝在自然界中不存在，现在是由金属铝粉末直接氮化合成或由Al2O3碳热还原后再直接氮化法制备，其化学反应式为：2Al(s)+N2(g)→2AlN(s)直接氮化法具有若干优点：1）成本低廉；2）原料丰富；3）反应体系简单，没有副反应；4）反应温度低于碳热还原；5）适合大规模生产。
ALN陶瓷基板市场分析报告
ALN陶瓷基板市场分析报告1.引言1.1 概述ALN陶瓷基板作为一种高性能材料，在电子、航空航天等领域有着广泛的应用。
随着需求的不断增加和技术的不断进步，ALN陶瓷基板市场也呈现出一定的发展趋势。
本报告旨在对ALN陶瓷基板市场进行全面的分析，包括市场概况、需求分析、竞争格局等方面，以期为相关产业提供可靠的参考和指导。
通过本报告的研究，我们可以更好地了解市场的现状和未来的发展趋势，为相关企业制定合理的发展策略提供支持。
1.2 文章结构文章结构部分内容：本报告将主要分为三个部分来对ALN陶瓷基板市场进行深入分析。
首先，我们将在第二部分中概述ALN陶瓷基板市场的概况，包括行业发展历程、市场规模与增长趋势等内容。
其次，在第三部分中，我们将对ALN 陶瓷基板市场的需求进行分析，包括市场需求特点、行业应用领域等内容。
最后，在第四部分中，我们将对ALN陶瓷基板市场的竞争格局进行深入研究，包括市场主要竞争者、市场集中度、竞争策略等内容。
通过这三个部分的分析，我们将全面了解ALN陶瓷基板市场的现状与未来发展趋势。
"1.3 目的": {"本报告旨在对ALN陶瓷基板市场进行全面分析，包括市场概况、需求分析和竞争格局。
通过对市场现状的深入了解，我们旨在为相关行业决策者提供准确的市场信息和发展趋势，为他们制定合理的战略方针提供参考。
同时，通过对市场的预测和展望，我们希望为业内企业提供未来发展方向的建议，帮助他们做出明智的决策，争取更多的市场份额。
"}1.4 总结：通过对ALN陶瓷基板市场的深入分析，我们发现该市场在近年来呈现出持续增长的态势。
市场需求不断增加，同时竞争格局也日益激烈。
随着技术的不断进步和市场的不断扩大，ALN陶瓷基板市场将面临更多的机遇和挑战。
从长期趋势来看，我们可以预测ALN陶瓷基板市场将继续保持增长势头，并在新技术的推动下不断拓展应用领域。
为了在市场竞争中立于不败之地，企业需要不断提升产品质量和技术水平，加强市场营销和品牌建设，不断开拓新的市场空间。
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解决方法： 添加烧结助剂。烧结助剂为某些稀土金属、碱土金属和碱金属等的化 合物，如Y2O3、CaO、CaF2、Li2O等。
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烧结方法： 反应烧结法 常压烧结法 热压烧结法 等离子体活化烧结法（促进AlN烧结致密化和 降低制备成本方面具有很大的发展潜力） 微波烧结（新型、高效）
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（3）溶剂热合成法 该方法是在密闭的体系中，以有机溶剂为介质，加热至一定的温度，在 溶剂自身产生的压强下，体系中的物质进行化学反应，产生新的物相或 新的物质。
200 ℃条件，二甲苯为溶剂，在不锈钢反应釜中合成，经 700 ℃退火处 理，得到氮化铝纳米晶。粒度分布较窄且纯度较高 氮化铝纯度随着反应温度升高而增加，同时添加一定的表面活性剂可以 提高氮化铝的结晶度
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（2）碳热还原法 将超细氧化铝粉和碳粉混合，在流动的氮气气氛中，利用碳还原 Al2O3，被还原出的 Al 与氮气在流动状态下反应生成 AlN
加入适当过量的碳，既能加快反应速率又能提高铝粉的转化率，还有 助于获得粒度均匀、粒径分布适宜的 AlN 粉
优点：是合成粉末纯度高，性能稳定，粉末粒度细小均匀具有良好的 成形烧结性能 缺点：反应温度高，合成时间长，需要二次除碳，工艺复杂，成本高
六方纤锌矿结构 晶格参数：a =3.114，c =4.986
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氮化铝陶瓷是以氮化铝(AIN)为主 晶相的陶瓷。AIN晶体以〔AIN4〕 四面体为结构单元共价键化合物， 具有纤锌矿型结构，属六方晶系。
Hale Waihona Puke 4 (1)热导率高(约320W/m· K)，接近BeO和SiC，是 Al2O3的5倍以上； (2)热膨胀系数(4.5×10-6℃)与Si(3.5~4×10-6℃)和 GaAs(6×10-6℃)匹配； (3)各种电性能(介电常数、介质损耗、体电阻率、介 电强度)优良； (4)机械性能好，抗折强度高于Al2O3和BeO陶瓷，可 以常压烧结； (5)纯度高；光传输特性好； (6)无毒； (7)可采用流延工艺制作。是一种很有前途的高功率集 成电路基片和包装材料。
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氮化铝粉体的制备
（1）铝粉直接氮化法
在高温氮气氛围中，铝粉直接与氮气化合生成氮化铝粉末，反应温度： 800~1200℃
优点：原料丰富，工艺简单，适宜大规模生产； 缺点：强放热反应，速度很快，大的熔融“铝珠”，造成产物高温下 易凝结成块；铝粉表面上逐渐生成的氮化物膜，使氮气难以进一步渗 透，氮化速度减慢
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氮化铝陶瓷的性质与用途
1、氮化铝粉末纯度高，粒径小，活性大，是制造高导热氮化铝陶瓷基片
的主要原料。
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2、氮化铝陶瓷基片，热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐 化学腐蚀，电阻率高，介电损耗小，是理想的大规模集成电路散热基 板和封装材料。
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3、利用AIN陶瓷耐热耐熔体侵蚀和热震性，可制作GaAs晶体坩埚、 Al蒸发皿、磁流体发电装置及高温透平机耐蚀部件，利用其光学性能 可作红外线窗口。氮化铝薄膜可制成高频压电元件、超大规模集成电 路基片等。
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氮化铝陶瓷的烧结方法
AlN为共价化合物，通常的烧结温度下很难烧结致密，而致密度不高的材料又 很难具有较高的热导率 AlN对氧有强烈的亲合力，部分氧会固溶入AlN的点阵中，形成铝空位，降低 其热导率。
两个问题： 第一是降低烧结温度； 第二是在高温烧结时，要尽量避免氧原子溶入氮化铝的晶格中。
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磁流体发电机
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4 、由于抗热性能好，氧化铝陶瓷可用于制造性能优越的加热器。
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5、氮化铝耐热、耐熔融金属的侵蚀，对酸稳 定，但在碱性溶液中易被侵蚀。AIN新生表面 暴露在湿空气中会反应生成极薄的氧化膜。 利用此特性，可用作铝、铜、银、铅等金属熔 炼的坩埚和烧铸模具材料。AIN陶瓷的金属化 性能较好，可替代有毒性的氧化敏瓷在电子工 业中广泛应用
工程陶瓷材料氮化铝
有关合成氮化铝的报道最早出 现于1862年。当时，氮化铝曾 作为一种固氮剂用做化肥。氮 化铝可通过氧化铝和碳的还原 作用或直接氮化金属铝及自蔓 延高温合成法来制备 。
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由氮和铝两元素人工合成，白色或灰白色； 密度：3.235g/cm3； AlN是原子晶体，属类金刚石氮化物，最高可稳定到 2200℃ 。
6 、作为耐火材料，它具有耐高温腐蚀的性能
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