L-iżvilupp mgħaġġel ta 'teknoloġiji bħall-intelliġenza artifiċjali, komunikazzjonijiet 5G, u vetturi tal-enerġija ġodda wassal għal żieda kontinwa fid-densità tal-enerġija u l-livelli ta' integrazzjoni f'apparat elettroniku, li jagħmel "dissipazzjoni tas-sħana" fattur ewlieni li jillimita l-prestazzjoni tal-apparat. Meta mqabbel ma 'materjali tradizzjonali bħal Al₂O₃, BeO, u SiC, AlN (nitrur tal-aluminju), bil-konduttività termali eċċellenti tiegħu, saħħa mekkanika għolja, tqabbil tajjeb ta' espansjoni termali, stabbiltà kimika, non{2}}tossiċità, kostanti dielettrika baxxa, u reżistenza elettrika għolja, sar materjal kritiku għall-imballaġġ elettroniku u l-ġestjoni termali. Madankollu, trab AlN huwa suxxettibbli għall-idroliżi f'applikazzjonijiet prattiċi. Meta espost għall-arja umda, il-wiċċ tiegħu jgħaddi minn reazzjoni irriversibbli mal-ilma, li jipproduċi idrossidu tal-aluminju [Al(OH)₃], AlOOH, u prodotti oħra. Dan iwassal għal postijiet vakanti tan-nitroġenu, żieda fil-porożità u kontenut ta 'ossiġnu f'ċeramika AlN sinterizzata sussegwentement, tnaqqis sinifikanti fil-konduttività termali, u anke rilaxx ta' gass ta 'ammonja waqt l-użu, li jista' jaffettwa l-komponenti tal-madwar (eż., avvelenament katalisti tal-platinu). Għalhekk, is-sejba ta' metodi xierqa kontra l--idroliżi hija kruċjali għall-iżvilupp ta' AlN.
Imġieba tal-Idroliżi tan-Nitrur tal-Aluminju
L-imġieba tal-idroliżi ta 'AlN tista' tinqasam bejn wieħed u ieħor fi tliet stadji karatteristiċi:
(1) Perjodu ta 'induzzjoni: Il--kompost ta' idrossidu amorfu (AHC) eżistenti minn qabel fuq il-wiċċ ta 'AlN jinħall bil-mod, u l-pH jibqa' fil-biċċa l-kbira stabbli (li jdum 17-180 min f'temperatura tal-kamra; il-perjodu ta 'induzzjoni jisparixxi f'90 grad).
(2) Perjodu ta 'reazzjoni rapida: Wara li l-AHC jinħall, il-wiċċ ta' AlN jiġi espost u jgħaddi minn idroliżi rapida biex jifforma AlOOH amorfu, li sussegwentement jittrasforma f'boehmite kristallin (AlOOH). Il-pH jogħla drastikament għal 9-10.
(3) Perjodu ta 'stabbilizzazzjoni tal-prodott: F'temperaturi baxxi (22-50 grad), boehmite aktar jinħall u jirrikristallizza f'bayerite (-Al(OH)₃). F'temperaturi għoljin (80-90 grad), il-boehmite jibqa' stabbli u ma jifforma l-ebda bayerite.
Fatturi Ewlenin li Jinfluwenzaw il-Proċess tal-Idroliżi
1. Fatturi ambjentali: Il-mezz ambjentali huwa fattur ewlieni li jiddetermina t-tul ta 'kull stadju u n-natura tal-prodotti tal-idroliżi.
(1) Temperatura: Fukumoto et al. sabet li meta t-temperatura tkun taħt 77.85 grad, il-prodott finali tal-idroliżi huwa Al(OH)₃; 'il fuq minn 77.85 grad, il-prodott ewlieni huwa AlOOH. Aċidi qawwija (eż., HCl) jew bażijiet b'saħħithom (eż., NaOH) jaċċelleraw l-idroliżi, filwaqt li aċidi moderatament qawwija (eż., H₃PO₄) jistgħu jinibixxu l-idroliżi billi jiffurmaw saff protettiv ta 'fosfat.
(2) pH: Kocjan sab li l-pH inizjali ma jbiddilx ir-rata ta 'idroliżi ġenerali, iżda f'pH=10 il-perjodu ta' induzzjoni jiġi eliminat (AHC amorfu ma jistax jeżisti b'mod stabbli taħt kundizzjonijiet alkalini). F'ambjenti aċidużi ta 'pH=1-3, joni H⁺ jistgħu jingħaqdu ma' OH⁻ fuq il-wiċċ AlN, u jdewmu l-idroliżi.
(3) Atmosfera: Hou et al. studjat ambjenti ta 'temperatura għolja -(1000–1150 grad) u sab li minħabba li H₂O jippromwovi d-diffużjoni 'l ġewwa ta' H⁺, it-tendenza ta 'idroliżi/ossidazzjoni ta' AlN hija l-ogħla f'atmosfera ta 'Ar–20 vol% H₂O, b'żieda fil-massa ta' 21.1% wara 15-il siegħa. F'atmosfera ta' arja–20 vol% H₂O, O₂ jikkompeti ma' H₂O, li jirriżulta f'żieda fil-massa ta' 12.0% biss, li jindika li l-ossiġnu jrażżan l-idroliżi ta'-temperatura għolja.
2. Daqs tal-partiċelli: Studji wrew li r-rata ta' idroliżi ta' AlN ta' daqs nano-hija 5-10 darbiet aktar mgħaġġla minn dik ta' AlN ta' daqs submicron-. L-idrolisi tibda f'difetti tal-wiċċ bħal passi, li turi l-influwenza sinifikanti tad-daqs tal-partiċelli u l-morfoloġija tal-wiċċ fuq il-kinetika tal-idroliżi.
3. Preparation process: Currently, the industrial production of AlN powder is dominated by carbothermal reduction and direct nitridation methods. Li et al. found that AlN prepared by carbothermal reduction has a stable γ-Al₂O₃ layer on its surface, resulting in the longest induction period (>24 h), filwaqt li l-perjodu ta 'induzzjoni għal AlN ippreparat permezz ta' nitridazzjoni diretta huwa biss 6 h.