氮化鋁陶瓷因具有高熱導率、與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)、比強度高、密度低及無毒等優(yōu)點，成為微電子工業(yè)中最理想的電路基板、封裝材料。尤其是超大規(guī)模集成電路制作中，儲量越來越密的芯片集成度成百上千倍的增加，傳統(tǒng)的Al₂O₃基板材料越來越難以滿足電路板的散熱等要求，而AlN憑借其“超強的導熱能力”將挑起重擔，為集成電路的進一步發(fā)展做出巨大貢獻。

未來，必將是信息技術(shù)的時代，也是電子產(chǎn)品開掛的時代，想必大家都有同感。氮化鋁也必將成為時代的“寵兒”。

示例：密密麻麻的集成電路板

氮化鋁還具有高強度、高硬度、高抗彎強度，化學穩(wěn)定性和耐腐蝕特性，在空氣中加熱至1000℃以及在真空達到1400℃時仍然可以保持穩(wěn)定，可用作熔煉有色金屬、稀有金屬和半導材料砷化鎵的坩堝，蒸發(fā)舟、熱電偶保護管等。

此外，氮化鋁可用作紅外線及雷達透過材料，在國防軍工也是具有很好的發(fā)展前景，據(jù)說，老美就專門成立了一個“AlN工作部”的專門機構(gòu)致力促進氮化鋁板基板在美國的產(chǎn)業(yè)化進程，而目前美國主要將AlN氮化鋁應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。

如此多能的氮化鋁材料，在生產(chǎn)過程中面臨中許多制約其應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)因素，目前主要包括如下幾個部分：

1、低氧含量AlN粉體的制備

一般認為要獲得性能優(yōu)良的氮化鋁陶瓷，首先是要制備出高純度、細粒度、窄分布、性能穩(wěn)定、低氧含量低（＜1.5%）、低鐵含量（＜0.01%）的AlN粉末。

2、氮化鋁粉體的表面改性

氮化鋁具有較強的親水性，暴露于空氣中氧含量會增加，影響燒結(jié)制品的熱導率，同時在制備過程中也會增加氧的含量，所以需要采取一定的工藝對氮化鋁粉體進行表面改性，以提高氮化鋁的抗水化能力以適應(yīng)工藝及產(chǎn)品品質(zhì)要求。

3、氮化鋁陶瓷的成型工藝

氮化鋁粉體的成型工藝有很多，其中熱壓、等靜壓等適用于制備高性能的塊狀氮化鋁陶瓷材料，但這兩種方法生產(chǎn)效率低、成本高，無法滿足電子工業(yè)對氮化鋁陶瓷基板的生產(chǎn)要求。

因此，為了適應(yīng)電子工業(yè)的生產(chǎn)速度及成本要求，氮化鋁基片的主要成型工藝為流延成型法。為了配合更加復(fù)雜的零部件的生產(chǎn)，氮化鋁的注射成型工藝研究也較為火爆。

4、氮化鋁的燒結(jié)工藝

氮化鋁屬于共價化合物，熔點高，原子自擴散系數(shù)小。因此，純的AlN粉末在通常的燒結(jié)條件下很難燒結(jié)致密，所以需要引入燒結(jié)助劑或采用新型燒結(jié)技術(shù)進行氮化鋁陶瓷的燒結(jié)。

面對如此“多能優(yōu)秀的氮化鋁粉體”，你是否覺得心動動了，想要更進一步了解氮化鋁的工藝現(xiàn)況，應(yīng)用情況了呢？伙計們，你們的機會來了！

2017年9月15號，粉體圈將會在煙臺大學舉辦一場“2017年全國氮化物粉體與陶瓷制備技術(shù)研討會”，我們將邀請從事氮化物陶瓷研究的專家中科院上硅所李軍來為我們做主題為“氮化鋁材料的制備與應(yīng)用”的報告。

送上一塊直徑360mm的氮化鋁部件的美照

（這么大塊的氮化鋁板，著實難燒出來，各位大飽眼福了，據(jù)說還有500mm）

關(guān)于中科院上硅所李軍高工

上硅所李軍

李軍，男，1978年5月生于江蘇常熟，民盟盟員，高級工程師。主要從事高導熱氮化鋁及相關(guān)氮化物陶瓷材料、陶瓷基板表面處理及薄膜金屬化、高強細晶氧化鋁（99.5%）陶瓷材料的研究，主持完成科工局軍品配套項目5項、企業(yè)合作項目2項、合作自然科學基金2項。獲得上海市技術(shù)發(fā)明二等獎1項，發(fā)表論文7篇，申請專利3項。

粉體圈 作者：小白