In der Hochleistungselektronik und bei Halbleiterprojekten setzen Sie auf Aluminiumnitrid-Keramik (AlN) mit einer Wärmeleitfähigkeit von bis zu 170–230 W/m·K, um sowohl Wärmeableitung als auch elektrische Isolierung effizient zu bewältigen. Im Vergleich zu Berylliumoxid (BeO) birgt AlN bei der Verarbeitung und Nutzung keine Gesundheitsrisiken und ist damit die sicherere Wahl für Halbleiteranlagen.
Im Gegensatz zu bearbeitbarer Keramik erfordert Aluminiumnitrid für die Präzisionsbearbeitung spezielle gesinterte Diamantwerkzeuge. Dank langjähriger Projekterfahrung fertigen wir komplexe Geometrien, Präzisionsbohrungen, Nuten, Gewinde und andere anspruchsvolle Merkmale und erreichen dabei enge Maßtoleranzen, während wir häufige Probleme wie Kantenausbrüche und Oberflächenaufhellung minimieren. So können wir zuverlässige, hochpräzise Aluminiumnitrid-Bauteile für anspruchsvolle Anwendungen liefern.
Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit Leistungsparametern für unsere Standard-AlN-Materialien. Die Daten basieren auf internen Tests und Chargenstatistiken und dienen nur als Konstruktionsreferenz. Die tatsächlichen Werte können aufgrund von Sinterbedingungen und Chargenunterschieden leicht abweichen.
| Mechanische Eigenschaften | Einheit | AlN |
|---|---|---|
| Dichte | g/cm³ | 3.34 |
| Vickershärte | HV | 1100 |
| Biegefestigkeit | MPa | 400 |
| Druckfestigkeit | MPa | 2500 |
| Zähigkeit | MPa·m¹/² | 3.5 |
| Elastizitätsmodul | GPa | 310 |
| Querdehnungszahl | — | 0.22 |
| E-Modul | GPa | 330 |
| Thermische Eigenschaften | Einheit | AlN |
|---|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit | W/(m·K) | 179.2 |
| Maximale Einsatztemperatur | °C (mit Tragrolle) | 1350 |
| Spezifische Wärmekapazität | J/(kg·K) | 720 |
| Thermoschock | °C (in Wasser getaucht) | 350 |
| WAK (30 °C–300 °C, ppm/°C) | 1 × 10⁻⁶/°C | 4.06 |
| WAK (30 °C–500 °C, ppm/°C) | 1 × 10⁻⁶/°C | 4.85 |
| Elektrische Eigenschaften | Einheit | AlN |
|---|---|---|
| Dielektrizitätskonstante | 1 MHz | 7.4 |
| Dielektrischer Verlust | 1 MHz | 1,6 × 10¹⁴ |
| Durchschlagspannung | kV/mm | 18 |
| Dielektrische Festigkeit | kV/mm | ≥20 |
| Volumenwiderstand bei 25 °C | Ω · cm | 2,1 × 10¹⁶ |
Shapal Hi-M ist eine bearbeitbare Aluminiumnitrid-Keramik, die die hohe Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumnitrid mit hervorragender Bearbeitbarkeit verbindet. Im Gegensatz zu herkömmlichen AlN-Keramiken kann sie mit Standard-Metallbearbeitungswerkzeugen präzise bearbeitet werden, was die Fertigungszeit und die Kosten erheblich reduziert. Dank ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit, elektrischen Isolierung und guten chemischen Beständigkeit wird Shapal Hi-M häufig in der Elektronik, in Halbleiteranlagen und im Präzisionsmaschinenbau eingesetzt.
Ja, Aluminiumnitrid (AlN) kann Berylliumoxid (BeO) in vielen Anwendungen ersetzen, aber nicht in allen Fällen.
BeO bietet in der Regel eine höhere Wärmeleitfähigkeit (bis zu ~330 W/m·K), sodass es in Anwendungen, die eine maximal mögliche Wärmeabfuhr erfordern, weiterhin bevorzugt werden kann.
In der Praxis wird AlN heute in vielen elektronischen und Halbleiteranwendungen weit verbreitet als sicherere und praktischere Alternative zu BeO eingesetzt.
Ja. Wir unterstützen die Prototypenentwicklung und die Bearbeitung von Klein- bis Mittelserien für Aluminiumnitrid-(AlN-)Komponenten.
Unser Fertigungsprozess ist auf die Bearbeitung von Sonderteilen nach technischen Zeichnungen ausgelegt und eignet sich daher für die frühe Produktentwicklung, Designvalidierung und Kleinserienproduktion. Kunden können mit Prototypenstückzahlen beginnen, um die Leistung zu testen, bevor sie zu größeren Produktionsläufen übergehen.
Zu den typischen Möglichkeiten gehören die Präzisionsbearbeitung komplexer Geometrien, enge Toleranzen und kundenspezifische Abmessungen für Anwendungen in der Elektronik, in Halbleiteranlagen und in Wärmemanagementsystemen.
Nein, die Bearbeitung von Aluminiumnitrid (AlN) ist aufgrund seiner hohen Härte und Sprödigkeit im Allgemeinen schwierig.
Verfahren wie Nuten, Bohren und die Bearbeitung komplexer Geometrien erfordern spezielle Werkzeuge und optimierte Bearbeitungsparameter. Eine unerfahrene Bearbeitung kann leicht zu Defekten wie Kantenausbrüchen, Oberflächenaufhellung oder Mikrorissen führen, die sowohl das Aussehen als auch die Leistung beeinträchtigen können.
Darüber hinaus kann das Material beim Schleifen von AlN auf einer Schleifmaschine während des Schleifprozesses einen deutlichen Geruch freisetzen. Dies ist eine häufige Herausforderung bei der AlN-Bearbeitung und erfordert in der Regel eine geeignete Belüftung und Prozesskontrolle. Im Gegensatz dazu entsteht bei CNC-Bearbeitungsprozessen in der Regel kein solcher Geruch.
Bei der Wahl zwischen Aluminiumnitrid- und Aluminiumoxid-Keramiken hängt die Entscheidung hauptsächlich von den Anforderungen an die thermische Leistung und den Kosten ab.
Für Anwendungen, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine effiziente Wärmeabfuhr erfordern, ist Aluminiumnitrid aufgrund seiner hervorragenden Wärmeübertragungsfähigkeit in der Regel die beste Wahl.
Wenn Kosten und mechanische Festigkeit die Hauptkriterien sind, werden Aluminiumoxid-Keramiken oft bevorzugt, da sie wirtschaftlicher sind und in der Regel eine höhere mechanische Festigkeit bieten.
Für die Präzisionsbearbeitung von Aluminiumnitrid (AlN) ermöglichen es unsere Fertigungsmöglichkeiten, unter optimierten Bearbeitungsbedingungen sehr feine Strukturmerkmale zu erzielen:
Die genauen Grenzwerte können je nach Bauteilgeometrie, Abmessungen und Toleranzanforderungen variieren. Bei extrem dünnen oder komplexen Strukturen kann eine Designoptimierung empfohlen werden, um die Bearbeitungsstabilität zu gewährleisten und das Risiko von Ausbrüchen oder Bruch zu verringern.
Macor ist eine bearbeitbare Glaskeramik aus Fluorophlogopit-Glimmerkristallen, die in eine Borosilikatglasmatrix eingebettet sind. Diese Zusammensetzung verleiht ihr eine seltene
Kombination aus metallähnlicher Bearbeitbarkeit, hervorragender elektrischer Isolierung, niedriger Wärmeleitfähigkeit und Stabilität bis 1000 °C (ohne Last) bei gleichzeitig sehr engen Toleranzen.
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