Nitridkeramische Füllstoffe: Die Zukunft der Wärmemanagementmaterialien der nächsten Generation?

Angesichts der stetig steigenden Leistungsdichte elektronischer Geräte hat sich die Wärmeableitung zu einem der größten Engpässe für die technologische Entwicklung entwickelt. Herkömmliche Wärmeleitmaterialien genügen zunehmend nicht mehr den Anforderungen an eine effiziente Wärmeableitung. Nitridkeramische Füllstoffe, insbesondere Aluminiumnitrid (AlN), hexagonales Bornitrid (h-BN) und Siliziumnitrid (β-Si₃N₄), rücken aufgrund ihrer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit und ihrer umfassenden physikalischen Eigenschaften in den Fokus neuer Forschung und Anwendung.

Aluminiumnitrid Aluminiumnitrid (AlN) gilt aufgrund seiner ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit (theoretische Wärmeleitfähigkeit von 320 W·m⁻¹·K⁻¹), zuverlässigen elektrischen Isolation, niedrigen Dielektrizitätskonstante und dielektrischen Verlusten sowie eines Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE, 4,5 × 10⁻⁶ °C⁻¹), der dem von Silizium entspricht, als ideales Material für die nächste Generation von Wärmeableitungssubstraten und Gehäusen für elektronische Bauelemente.

Hexagonales Bornitrid (h-BN) besitzt eine große Bandlücke (5,2 eV), eine hohe Wärmeleitfähigkeit (theoretische Wärmeleitfähigkeit von 2000 W·m⁻¹·K⁻¹) und eine geringe Dichte (2,3 g·cm⁻³). Es weist eine hexagonale Ringnetzwerkstruktur auf, die Graphen ähnelt und wird daher oft als „weißes Graphen“ bezeichnet. Aufgrund seiner ausgezeichneten Schmierfähigkeit und chemischen Stabilität hat es sich zunehmend zu einem wichtigen Forschungsgegenstand im Bereich der thermischen Grenzflächenmaterialien entwickelt.

Polymerverbundwerkstoffe mit BN als Nanofüllstoff ermöglichen gleichzeitig eine hohe Wärmeleitfähigkeit, einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und einen hohen elektrischen Widerstand und erfüllen damit die dringenden Anforderungen an neue, hocheffiziente Wärmemanagementmaterialien. Darüber hinaus fördert β-Si₃N₄ als Füllstoff die Bildung eines Partikelnetzwerks, wodurch die Wärmeleitfähigkeit erhöht und gleichzeitig eine gute mechanische und thermodynamische Stabilität erhalten bleibt.

Nitridkeramische Füllstoffe weisen eine außergewöhnliche intrinsische Wärmeleitfähigkeit auf und sind daher ein wichtiger Forschungsschwerpunkt bei der Entwicklung von Wärmeleitmaterialien mit ultrahoher Wärmeleitfähigkeit. Die Herstellung von Nitriden ist jedoch vergleichsweise aufwendig und kostspielig, insbesondere bei Füllstoffen mit hohem Anwendungswert und spezifischen Formen, wie beispielsweise sphärischem AlN, BN-Nanoblättern/-Nanoröhren und β-Si₃N₄-Whiskers. Die Realisierung einer kostengünstigen, effizienten und industriellen Massenproduktion bleibt daher ein wichtiges Forschungsthema.

Um Xiamen Juci Technology Co., LTD

Xiamen Juci Technology Co., Ltd. ist ein führender chinesischer Hersteller, der sich auf keramische Füllstoffe aus Aluminiumnitrid spezialisiert hat. Unser Füllstoffsortiment umfasst zwei Serien: Aluminiumnitrid-Einkristallfüllstoff Und Aluminiumnitrid-Keramik-MikrokügelchenDiese Materialien sind bekannt für ihre hohe Reinheit, enge Partikelgrößenverteilung und ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und haben uns zu einem vertrauenswürdigen Anbieter von Wärmemanagementlösungen für Kunden weltweit gemacht.

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