化合物简介
氮化铝(Aluminium Nitride，AlN)是铝的氮化物。纤锌矿状态的氮化铝(w-AlN)是一种宽带隙(Wide-bandgap Semiconductor)的半导体材料(6.2 eV)。故也是可应用于深紫外线光电子学的半导体物料。
基本信息
中文名称
氮化铝
英文名称
aluminium nitride
中文别名
氮化铝/纳米氮化铝
英文别名
nitridoaluminum、azanylidynealumane、Aluminium nitride、EINECS 246-140-8、Aluminum nitride、Aluminum Nitride、Aluminum nitride (AlN)、Aluminum mononitride
CAS号
24304-00-5
分子式
AlN
分子量
40.9882
精确质量
40.9846
PSA
23.79
LOGP
0.24008
编号系统
MDL号
MFCD00003429
PubChem号
24854500
EINECS号
246-140-8
物化性质
外观与性状
粉末
密度
3.26g/mLat 25°C(lit.)
沸点
2517ºC
熔点
>2200°C(lit.)
水溶解性
MAY DECOMPOSE
稳定性
Stable.
储存条件
Store in a tightly closed container. Store in a cool, dry, well-ventilated area away from incompatible substances. Storage under a nitrogen blanket has been recommended. Store protected from moisture.
安全信息
安全说明
S26-S37/39
危险类别码
R36/37/38
WGK Germany
3
危险品运输编码
UN3178
危险类别
4.1
包装等级
II
危险品标志
Xi
危险性防范说明
P261; P280; P305 + P351 + P338; P310
危险标志
GHS05, GHS07
信号词
Danger
危险性描述
H314; H335
生产方法及用途
生产方法
1.将氨和铝直接进行氮化反应，经粉碎、分级制得氮化铝粉末。或者将氧化铝和炭充分混合，在电炉中于1700℃还原制得氮化铝。
2.将高纯度铝粉脱脂(用乙醚抽提或在氮气流中加热到150℃)后，放到镍盘中，将盘放在石英或瓷制反应管内，在提纯的氮气流中慢慢地进行加热。氮化反应在820℃左右时发出白光迅速地进行。此时，必须大量通氮以防止反应管内出现减压。这个激烈的反应完毕后，在氮气流中冷却。由于产物内包有金属铝，可将其粉碎，并在氮气流中于1100～1200℃温度下再加热1～2h，即得到灰白色氮化铝。另外，将铝在1200～1400℃下蒸发气化，使其与氮气反应即得到氮化铝的须状物(金属晶须)。此外，也有将AlCl3·NH3加成物进行热分解的制法。
3.直接氮化法 将氮和铝直接进行氮化反应，经粉碎、分级制得。氮化铝产品质量受反应炉温、原料的预混合以及循环氮化铝粉末所占的混合比例、氮化铝比表面积等条件的影响。因此需严格控制工艺过程，得到稳定特性的氮化铝粉末（如比表面积、一次粒径、凝聚粒径、松密度和表面特性等）。
4.氧化铝还原法 以氧化铝、炭、氮气为原料生成氮化铝，反应式如下。
将氧化铝和炭充分混合，在电炉中于1700℃还原制得氮化铝。
2.将高纯度铝粉脱脂(用乙醚抽提或在氮气流中加热到150℃)后，放到镍盘中，将盘放在石英或瓷制反应管内，在提纯的氮气流中慢慢地进行加热。氮化反应在820℃左右时发出白光迅速地进行。此时，必须大量通氮以防止反应管内出现减压。这个激烈的反应完毕后，在氮气流中冷却。由于产物内包有金属铝，可将其粉碎，并在氮气流中于1100～1200℃温度下再加热1～2h，即得到灰白色氮化铝。另外，将铝在1200～1400℃下蒸发气化，使其与氮气反应即得到氮化铝的须状物(金属晶须)。此外，也有将AlCl3·NH3加成物进行热分解的制法。
3.直接氮化法 将氮和铝直接进行氮化反应，经粉碎、分级制得。氮化铝产品质量受反应炉温、原料的预混合以及循环氮化铝粉末所占的混合比例、氮化铝比表面积等条件的影响。因此需严格控制工艺过程，得到稳定特性的氮化铝粉末（如比表面积、一次粒径、凝聚粒径、松密度和表面特性等）。
4.氧化铝还原法 以氧化铝、炭、氮气为原料生成氮化铝，反应式如下。
将氧化铝和炭充分混合，在电炉中于1700℃还原制得氮化铝。
用途
氮化铝陶瓷是一种高技术新型陶瓷。氮化铝基板具有极高的热导率，无毒、耐腐蚀、耐高温,热化学稳定性好等特点，是大规模集成电路，半导体模块电路和大功率器件的理想封装材料、散热材料、电路元件及互连线承载体。也是提高高分子材料热导率和力学性能的最佳添加料，氮化铝陶瓷还可用作熔炼有色金属和半导体材料砷化镓的坩埚、热电偶的保护管、高温绝缘件、微波介电材料、耐高温、耐腐蚀结构陶瓷及透明氮化铝微波陶瓷制品，用作高导热陶瓷生产原料及树脂填料等。氮化铝是电绝缘体，介电性能良好。砷化镓表面的氮化铝涂层，能保护它在退火时免受离子的注入。用作高导热陶瓷生产原料、ＡｌＮ陶瓷基片原料、树脂填料等。
