Mar thoradh ar fhorbairt tapa na dteicneolaíochtaí ar nós hintleachta saorga, cumarsáid 5G, agus feithiclí nua fuinnimh tá dlús cumhachta agus leibhéil chomhtháthaithe i bhfeistí leictreonacha ag méadú go leanúnach, rud a fhágann gur príomhfhachtóir é "diomailt teasa" a chuireann srian ar fheidhmíocht gléas. I gcomparáid le hábhair thraidisiúnta ar nós Al₂O₃, BeO, agus SiC, tá AlN (nítríde alúmanaim), lena seoltacht teirmeach den scoth, neart meicniúil ard, meaitseáil leathnú teirmeach maith, cobhsaíocht cheimiceach, neamh-tocsaineacht, tairiseach tréleictreach íseal, agus friotachas ard leictreach, ina ábhar ríthábhachtach do phacáistiú leictreonach agus do bhainistiú teirmeach. Mar sin féin, tá púdar AlN seans maith go hidrealú in iarratais phraiticiúla. Nuair a nochtar é d’aer tais, téann a dhromchla faoi imoibriú dochúlaithe le huisce, ag táirgeadh hiodrocsaíd alúmanaim [Al(OH)₃], AlOOH, agus táirgí eile. Mar thoradh air seo tá folúntais nítrigine, porosity méadaithe agus cion ocsaigine i criadóireacht AlN sintéaraithe ina dhiaidh sin, laghdú suntasach ar seoltacht teirmeach, agus fiú scaoileadh gáis amóinia le linn úsáide, rud a d'fhéadfadh tionchar a bheith aige ar na comhpháirteanna máguaird (m.sh. nimhiú catalaíoch platanam). Mar sin, tá sé ríthábhachtach modhanna oiriúnacha frith-hidrealaithe a aimsiú chun AlN a fhorbairt.
Hidrealú Iompar Nítríde Alúmanam
Is féidir iompar hidrealú AlN a roinnt go garbh i dtrí chéim shaintréithe:
(1) Tréimhse ionduchtaithe: Díscaoileann an comhdhúil hiodrocsaíd éagruthach (AHC) atá ann cheana féin ar an dromchla AlN go mall, agus fanann an pH cobhsaí den chuid is mó (marthanach 17-180 nóiméad ag teocht an tseomra; imíonn an tréimhse ionduchtaithe ag 90 céim).
(2) Tréimhse imoibrithe mear: Tar éis don AHC a thuaslagadh, nochtar an dromchla AlN agus déantar hidrealú tapa air chun AlOOH éagruthach a fhoirmiú, a athraíonn ina dhiaidh sin go boehmite criostalach (AlOOH). Ardaíonn an pH go géar go 9-10.
(3) Tréimhse cobhsaithe an táirge: Ag teochtaí ísle (22-50 céim), tuaslagann boehmite tuilleadh agus athchriostalaíonn sé isteach i mbairít (-Al(OH)₃). Ag teochtaí arda (80-90 céim ), fanann boehmite cobhsaí agus gan aon fhoirmeacha bayerite.
Príomhfhachtóirí a bhfuil Tionchar acu ar an bPróiseas Hidriliúcháin
1. Fachtóirí comhshaoil: Is príomhfhachtóir é an meán comhshaoil a chinneann fad gach céim agus nádúr na dtáirgí hidrealú.
(1) Teocht: Fukumoto et al. fuarthas amach, nuair a bhíonn an teocht faoi bhun 77.85 céim , gurb é Al(OH)₃ an táirge hidrealú deiridh; os cionn 77.85 céim, is é an príomhtháirge AlOOH. Luathaíonn aigéid láidre (m.sh., HCl) nó bunanna láidre (eg, NaOH) hidrealú, ach is féidir le haigéid measartha láidir (eg, H₃PO₄) bac a chur ar hidrealú trí chiseal fosfáite cosanta a fhoirmiú.
(2) pH: Fuair Kocjan amach nach n-athraíonn an pH tosaigh an ráta hidrealú foriomlán, ach ag pH=10 cuirtear deireadh leis an tréimhse ionduchtaithe (ní féidir AHC éagruthach a bheith ann go seasta faoi choinníollacha alcaileach). I dtimpeallachtaí aigéadacha de pH=1–3, is féidir le hiain H⁺ teacht le chéile le OH⁻ ar an dromchla AlN, rud a chuireann moill ar hidrealú.
(3) Atmaisféar: Hou et al. staidéar ar thimpeallachtaí ardteochta (1000–1150 céim ) agus fuarthas amach toisc go gcuireann H₂O idirleathadh isteach H⁺ chun cinn, go bhfuil an claonadh hidrealú/ocsaídiúcháin AlN is airde in atmaisféar Ar–20 toirte H₂O, le méadú mais 21.1% tar éis 15 h. In atmaisféar aer–20 toirte H₂O, bíonn O₂ in iomaíocht le H₂O, rud a fhágann nach bhfuil ach méadú mais 12.0% ann, rud a thugann le fios go sáraíonn ocsaigin hidrealú ardteochta.
2. Méid na gcáithníní: Tá sé léirithe ag staidéir go bhfuil an ráta hidrealú de nana-mhéid AlN 5–10 n-uaire níos tapúla ná an ráta AlN fomhícrón. Cuirtear tús le hidrealú ag lochtanna dromchla amhail céimeanna, rud a léiríonn an tionchar suntasach atá ag méid na gcáithníní agus moirfeolaíocht an dromchla ar chinéitic hidrealú.
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), ach is é an tréimhse ionduchtaithe do AlN arna ullmhú trí nítridiú díreach ach 6 h.