中國(guó)粉體網(wǎng)訊  在5G,、AI,、新能源汽車等技術(shù)的推動(dòng)下，電子設(shè)備的功率密度和集成度不斷攀升,，散熱問題已成為制約性能的“隱形殺手”,。而在這場(chǎng)散熱戰(zhàn)役中，氮化鋁（AlN）憑借其理論熱導(dǎo)率高達(dá)320W/(m·K)的卓越性能脫穎而出,，成為電子封裝,、半導(dǎo)體基板等領(lǐng)域的“超級(jí)材料”。

然而,，它的產(chǎn)業(yè)化之路卻因兩大難題而坎坷：生產(chǎn)純度不足與易水解特性,。

氮化鋁粉末 圖源：福建臻璟

氮化鋁粉體的制備方法

AlN粉體的性能直接決定了最終產(chǎn)品的導(dǎo)熱效率。目前制備AlN粉體的技術(shù)方法主要包括碳熱還原法,、直接氮化法,、自蔓延高溫合成法、化學(xué)氣相沉積法和等離子體合成法,。

1.碳熱還原法

碳熱還原法是目前較成熟的一種制備AlN粉體的方法,。它是以超細(xì)的氧化鋁粉末和過量的高純度碳粉為原料，經(jīng)過球磨混合均勻后,，在氮?dú)夥諊���,，利用碳粉�?500~2000℃的高溫下還原氧化鋁，然后利用被還原出的鋁粉與高溫下的氮?dú)獍l(fā)生氮化反應(yīng)從而生成氮化鋁粉末,。

2.直接氮化法

直接氮化法是目前較為常見的另一種工業(yè)化制備氮化鋁粉體的方法,。它是在持續(xù)流動(dòng)的N2或氨氣氛圍下，利用900~1300℃的高溫促使鋁粉與N2或NH3按照相關(guān)化學(xué)反應(yīng)生成氮化鋁粉體,。

3.自蔓延高溫合成法

自蔓延高溫合成法是制備中低端的氮化鋁粉體一種工藝方法,，它是利用鋁粉氮化反應(yīng)時(shí)本身釋放的熱量提供能量，使反應(yīng)在一定條件下自發(fā)持續(xù)進(jìn)行,，從而制備出氮化鋁粉體的技術(shù)方法,。

4.化學(xué)氣相沉積法

化學(xué)氣相沉積是一種制備超細(xì)、高純度,、高粒度一致性的技術(shù)方法,。它的核心是在氣態(tài)條件下,，將鋁的揮發(fā)性化合物帶入氨或氮氛圍下而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從氣相中沉積氮化鋁粉體,。

5.等離子體化學(xué)合成法

等離子體化學(xué)合成法是合成納米級(jí)氮化鋁粉體的先進(jìn)工藝,，其原理是利用載氣送粉或重力送粉將鋁粉送入直流電弧等離子發(fā)生器或高頻等離子發(fā)生器產(chǎn)生的等離子體束流中，在等離子體的高溫作用下迅速升溫,、熔化,、氣化并與等離子體態(tài)氮離子化合生成氮化鋁粉體。

AlN粉體的主要制備方法及特點(diǎn)

氮化鋁粉體制備方法多樣,，但現(xiàn)有方向仍存在較高的技術(shù)壁壘,。目前，高端氮化鋁粉體的制備方法已被日本,、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷。雖然我國(guó)氮化鋁粉體制備技術(shù)在近幾年得以飛速發(fā)展,，但與國(guó)外相比仍存在巨大差距,，急需探索新的工藝方法或原理實(shí)現(xiàn)高端氮化鋁粉體的國(guó)產(chǎn)化制備，從而擺脫高端氮化鋁粉體制備的“卡脖子”局面,。

無機(jī)防水技術(shù)

氮化鋁雖強(qiáng),，卻有一個(gè)致命缺陷——遇水即“崩”。AlN粉體的表面極為活潑,，會(huì)與空氣中的水蒸氣發(fā)生水解反應(yīng),，生成氫氧化鋁和氨氣，使其表面包覆上一層氫氧化鋁薄膜,，導(dǎo)致導(dǎo)熱通路中斷降低復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能,，并且其大含量填充會(huì)使聚合物粘度大大提高，不利于成型加工,，若直接遇水,，AlN粉體水解會(huì)更加嚴(yán)重。

近年來很多研究者通過對(duì)AlN粉開展表面改性研究來提高其抗水解性能,。目前,，通過表面改性提高AlN粉的抗水解性能，有效途徑大致可分為三大類：熱處理法,、無機(jī)酸（+無機(jī)鹽）包裹法,、有機(jī)酸（+有機(jī)物）包裹法。

福建臻璟新材料科技有限公司（簡(jiǎn)稱福建臻璟）是一家全國(guó)領(lǐng)先的第三代半導(dǎo)體氮化物材料供應(yīng)商及熱管理方案解決企業(yè),。公司主營(yíng)產(chǎn)品包括氮化硅陶瓷基板,、氮化鋁陶瓷基板、高純氮化鋁粉,、氮化鋁造粒粉/單晶填料粉/單晶球形填料粉/球型填料粉等,；產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于芯片,、功率模塊、高端封裝,、射頻/微波等元器件,，為5G通訊、光伏,、電子電力,、新能源汽車及航天航空等高端領(lǐng)域起到關(guān)鍵散熱作用。

福建臻璟采用無機(jī)包覆法解決氮化鋁易水解問題,，為后續(xù)進(jìn)一步做有機(jī)包覆處理提供耐水解的粉體,，對(duì)穩(wěn)定性要求更高的應(yīng)用領(lǐng)域提供更可靠解決方案。2025年5月28日,，中國(guó)粉體網(wǎng)將在江蘇·蘇州舉辦“第二屆高導(dǎo)熱材料與應(yīng)用技術(shù)大會(huì)暨導(dǎo)熱填料技術(shù)研討會(huì)”,。屆時(shí)，我們邀請(qǐng)到福建臻璟新材料科技有限公司技術(shù)總監(jiān)陳智博士出席本次大會(huì)并作題為《氮化鋁粉體的生產(chǎn),、無機(jī)防水及其應(yīng)用》的報(bào)告,。本報(bào)告將具體介紹氮化鋁粉體的制備技術(shù)以及如何解決氮化鋁易水解問題，同時(shí)對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行展望,。

專家簡(jiǎn)介

陳智,，福建臻璟新材料科技有限公司技術(shù)總監(jiān)，致力于氮化鋁粉體,，氮化鋁和氮化硅陶瓷生產(chǎn),，氮化鋁粉體的無機(jī)和有機(jī)修飾以及氮化鋁填料粉的應(yīng)用研究。北京大學(xué)化學(xué)系高分子材料碩士,，University of Kansas 化學(xué)和石油工程學(xué)院化學(xué)工程博士,，長(zhǎng)期從事有機(jī)材料，無機(jī)材料,，有機(jī)無機(jī)雜化和光固化材料開發(fā)和應(yīng)用工作等,。

參考來源：

1.福建臻璟官網(wǎng)及公眾號(hào)

2.曹修全氮化鋁粉體制備技術(shù)研究進(jìn)展及展望 機(jī)械

3.何金秀AlN 粉體水解行為及其抗水解改性的研究進(jìn)展中國(guó)陶瓷工業(yè)

4.中國(guó)粉體網(wǎng)：你家的氮化鋁“防水”做好了嗎？

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/輕言）

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