氮化鋁及氧化鋁之差異

何謂氮化鋁:

    氮化鋁於1877年首次合成。至1980年代，因氮化鋁是一種陶瓷絕緣體(聚晶體物料為 70-210 W‧m⁻¹‧K⁻¹，而單晶體更可高達 275 W‧m⁻¹‧K⁻¹ )，使氮化鋁有較高的傳熱能力，至使氮化鋁被大量應用於微電子學。與氧化鈹不同的是氮化鋁無毒。

    氮化鋁用金屬處理，能取代礬土及氧化鈹用於大量電子儀器。氮化鋁可通過氧化鋁和碳的還原作用或直接氮化金屬鋁來製備。氮化鋁是一種以共價鍵相連的物質，它有六角晶體結構，與硫化鋅、纖維鋅礦同形。此結構的空間組為P6_3mc。

    

    要以熱壓及銲接式才可製造出工業級的物料。物質在惰性的高溫環境中非常穩定。在空氣中，溫度高於700℃時，物質表面會發生氧化作用。在室溫下，物質表面仍能探測到5-10奈米厚的氧化物薄膜。直至1370℃，氧化物薄膜仍可保護物質。

    但當溫度高於1370℃時，便會發生大量氧化作用。直至980℃，氮化鋁在氫氣及二氧化碳中仍相當穩定。礦物酸通過侵襲粒狀物質的界限使它慢慢溶解，而強鹼則通過侵襲粒狀氮化鋁使它溶解。物質在水中會慢慢水解。氮化鋁可以抵抗大部分融解的鹽的侵襲，包括氯化物及冰晶石〔即六氟鋁酸鈉〕。

氮化鋁的合成:

    氮化鋁乃人為將鋁粉、氮氣結合而成的材質，其特性為熱傳導性高，電絕性高、熱膨脹率低、抗化學侵蝕等，主要用於IC、LED封裝，目前市面上的氮化鋁合成技術，時間約需5小時。(成大研發新技術只需約半小時)

注要事项:

    氮化铝粉体應儲藏于陰涼、乾燥室内，避免重壓。未經表面處理的粉体，使用過程中不宜暴露空氣中，以免吸濕團聚，影响分散性能和使用效果。

何謂氧化鋁:

    

    氧化鋁（Aluminium oxide）是一種白色固體，是鋁和氧的化合物，分子式為Al₂O₃。在礦業、製陶業和材料科學上又被稱為礬土。常見純度為99.5%和96%。

    氧化鋁是金屬鋁在空氣中不易被腐蝕的原因。純淨的金屬鋁極易與空氣中的氧氣反應，生成一層薄的氧化鋁薄膜覆蓋在暴露於空氣中鋁表面。這層氧化鋁薄膜能防止鋁被繼續氧化。這層氧化物薄膜的厚度和性質都能通過一種稱為陽極處理（陽極防腐）的處理過程得到加強。

    氧化鋁(Alumina oxide)在地球上的蘊藏量只僅次於氧化矽，是一種屬於陶瓷原料之一，在氧化物中鋁與氧有強力的鍵結，使得氧化鋁在氧化物當中有最高硬度，其化學穩定性高且對大部份酸性、鹼性、鹽類及熔融溶液有優秀的耐腐蝕性，氧化鋁的強度受到密度及微結構影響，在常溫時強度是最高，隨著溫度升高至1000˚C時其強度明顯下降，氧化鋁也有較低的熱膨脹係數。

氧化鋁之製取:

在鋁礦的主成份鐵鋁氧石中，氧化鋁的含量最高。工業上，鐵鋁氧石經由Bayer process純化為氧化鋁：

1. 加熱用氫氧化鈉溶解礦石。氧化鐵不溶，二氧化矽溶解為矽酸根（Si(OH)₆²⁻），氧化鋁溶解為鋁酸根（Al(OH)₄⁻）。
• Al₂O₃ + 3H₂O + 2NaOH → 2NaAl(OH)₄
2. 過濾，加酸處理，氫氧化鋁沉澱出來，再過濾。
3. 強熱氫氧化鋁，可得無定形之白色氧化鋁粉末。

2Al(OH)₃ → Al₂O₃+3H₂O

氧化鋁特性:

    氧化鋁的各種特性(包含熱性質、機械性質及物理化學性質等)皆與其純度有關， 一般而言氧化鋁純度越高其導熱性質越高，且當純度極高的氧化鋁其密度接近理論密度，其機械性質越好。

氧化鋁應用 :

    近年氧化鋁以大量取代金屬等零件，改善金屬容易鏽蝕、耐磨性不佳、強度不夠容易變形及不耐高溫等較差性質，現今不僅僅是高科技的半導體業使用氧化鋁陶瓷元件，其他行業為了改善產品、提高效能及降低成本等，也漸漸改用氧化鋁陶瓷元件。

    隨著LED亮度的增加，現有氧化鋁基板逐漸無法負荷熱能，而氮化鋁具高熱傳導率，使用於高功率或超高功率的LED散熱基板效果卓越，然價格昂貴並沒有廣泛的被市場接受，而且過分依賴國外進口。成大與金鋁公司合作量產的氮化鋁合成技術，是由化工系教授鍾賢龍研發而成，目前技術已經到可以商業化量產，在國內外已獲得多項專利。