氮化铝陶瓷是以氮化铝(AIN)为主晶相的陶瓷，综合性能优良，非常适用于半导体基片和结构封装材料，在电子工业中的应用潜力非常巨大。氮化铝陶瓷的产品性质有哪些？诺一精密陶瓷为您分享：
氮化铝陶瓷的产品性质
1） 组成和结构
氮化铝的分子式为Si3N4，这是一种通过共价键结合的化合物。氮化铝陶瓷是具有六方晶体结构的多晶材料。它们一般分为α和β晶向，由[SiN4]4四面体组成。在高温（1400℃～1800℃）下，α相变为β型。这种相变是不可逆的，因此α相有利于烧结。
2） 外观
不同的晶相对氮化铝有不同的影响，αSi3N4的外观呈白色到灰白色或针状松散的羊毛状，βSi3N4的颜色较深，呈致密的粒状多面体或短棱柱体，氮化铝晶须呈透明或半透明，氮化铝陶瓷的外观呈灰色和蓝色，密度不同，相比也不同，由于添加剂，还有其他颜色。氮化铝陶瓷抛光后表面具有金属光泽。
3） 密度和比重
硝化铝的理论密度为3100±10kg/m3，α-Si3N4和β-Si3N4的真比重分别为3184 kg/m3和3187 kg/m3。氮化铝陶瓷的体积密度因工艺的不同而变化很大，一般超过理论密度的80%，约2200～3200 kg/m3，孔隙率的高低是密度不同的主要原因，反应烧结氮化铝的孔隙率一般在20%左右，密度为2200～2600 kg/m3，热压氮化铝的孔隙率小于5%，密度为3000～3200kg/m3。与其他类似用途的材料相比，其密度不仅低于所有高温合金，而且在高温结构陶瓷中的密度也较低。
4） 电气绝缘
氮化铝陶瓷可作为高温绝缘材料，其性能指标主要取决于合成方法和纯度。未氮化材料中的游离硅、制备过程中引入的碱金属、碱土金属、铁、钛、镍等元素会恶化氮化铝陶瓷的电性能。一般氮化硅陶瓷在室温下，在干燥介质中的比电阻为1015～1016欧姆，介电常数为9.4～9.5，在高温下，氮化铝陶瓷仍保持较高的比电阻值，随着工艺条件的改善，氮化硅可以进入普通电介质的行列。
5） 热性能
烧结氮化硅的热膨胀系数为2.53×10-6/℃，导热系数为18.42 W/m·K，具有优异的抗热震性，仅次于石英和微晶玻璃。实验报告表明，密度为2500 kg/m3的反应烧结氮化硅样品由1200℃冷却到20℃的数千次热循环组成，仍不开裂，氮化硅陶瓷热稳定性好，可在高温下长期使用。在氧化性气氛中可使用高达1400℃，在中性或还原性气氛中可使用高达1850℃。
6） 机械性能
氮化铝具有较高的机械强度，一般热压制品的弯曲强度为500～700MPa，高弯曲强度可达1000～1200MPa；反应烧结后，抗折强度为200MPa，最高可达300～400MPa。虽然反应烧结产品在室温下强度不高，但在1200～1350℃时强度仍没有下降。高温下，氮化铝的蠕变降低。例如，反应烧结氮化硅在1200℃时的载荷为24MPa，在1000小时后的变形为0.5%。
7） 摩擦系数和自润滑
氮化铝陶瓷的摩擦系数较小，在高温高速条件下，增加的摩擦系数较小，因此可以保证机构的有效运行，这是氮化铝陶瓷开始研磨的一个显著优势，滑动摩擦系数为1.0到1.5，在精度大幅度降低后，摩擦系数保持在0.5以下，因此氮化铝陶瓷被认为是自润滑材料。与石墨、氮化硼、滑石等不同，这种自润滑性的主要原因在于材料组织的层状鳞片结构。它是在压力的作用下，摩擦表面痕迹分解形成的薄气膜，使摩擦表面之间的滑动阻力减小，摩擦表面光滑度增加。摩擦力越大，阻力越小，磨损量特别小，而大多数材料在不断摩擦时，由于表面磨损或温度软化，摩擦系数往往逐渐增大。
8） 可加工性
氮化铝陶瓷可进行机械加工，以达到所需的形状、精度和表面光洁度。
9） 化学稳定性
氮化铝具有优异的化学性能，可抵抗除氢氟酸和氢氧化钠溶液外的所有无机酸的腐蚀，最大可达25%。其抗氧化温度高达1400℃，在还原性气氛中可使用高达1870℃，金属（尤其是液态铝），尤其是非金属润湿。从以上氮化铝陶瓷的物理化学性能可以看出，氮化铝陶瓷的优异性能在现代技术经常遇到的高温、高速和强腐蚀性介质的工作环境中具有特殊的使用价值。
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