Shubhasiz, alyuminiy nitridi so'nggi yillarda eng mashhur keramika materiallaridan biridir. Uning noyob xususiyatlari alyuminiy oksidi endi vakolatli bo'lmagan sohalarda ustunlik qilish imkonini beradi. Shunday qilib, sanoatda "alyuminiy nitridi alyuminiy oksidi o'rnini bosadi" degan tushuncha tarqaladi.
1856-yilda fransuz olimi Anri Sent-Kler Devil boksitni soda sinterlash jarayonini taklif qildi, bu boksitdan alyuminiy oksidini ajratib olishga birinchi urinish boʻldi va alyuminiy oksidi sanoatining boshlanishini koʻrsatdi.
Alyuminiy oksidining keramika sanoatida qo'llanilishi 49 yildan keyin paydo bo'ldi. 1905 yilda Germaniya alyuminiy oksidi kesish asboblari bo'yicha tadqiqotlarga kashshof bo'ldi, bu ham butun ilg'or keramika sanoatining boshlang'ich nuqtasini belgiladi. Biroq, o'sha paytda cheklangan texnologiya tufayli alyuminiy oksidli keramikalarning ishlashi va qo'llanilishi doirasi ancha cheklangan edi. Ikkinchi jahon urushidan keyin mamlakatlar ilg'or keramika uchun ilmiy-tadqiqot investitsiyalarini ko'paytirishni boshladilar. Alyuminiy oksidli keramika ishlab chiqarish jarayoni asta-sekin etuklashdi va ular asta-sekin mashinasozlik, elektronika va aerokosmik kabi turli sohalarda qo'llanila boshlandi. Bugungi kunda alyuminiy oksidli keramika ilg'or keramikaning eng keng tarqalgan va ko'p qirrali turiga aylandi.
Endi alyuminiy nitridini ko'rib chiqaylik. Alyuminiy nitridi bo'yicha tadqiqotlar ham erta boshlangan. Uni 1862 yilda F. Birgeler va A. Geyter kashf etgan va 1877 yilda J. U. Mallet birinchi marta alyuminiy nitridini muvaffaqiyatli sintez qilgan. Biroq, 100 yildan ortiq vaqt davomida u amaliy qo'llanilmagan va faqat o'g'itlarda azotni biriktiruvchi{10}}foydalanish uchun ko'rib chiqilgan.
Alyuminiy nitridi past oʻz{0}}diffuziya koeffitsienti va yuqori erish nuqtasiga ega boʻlgan kovalent birikma boʻlgani uchun uni sinterlash qiyin. Faqat 1950-yillarda odamlar alyuminiy nitridli keramikalarni muvaffaqiyatli ishlab chiqardilar va ulardan sof temir, alyuminiy va alyuminiy qotishmalarini eritish uchun o'tga chidamli material sifatida ishlatdilar. 1970-yillardan boshlab, tadqiqotlar chuqurlashgan sari, alyuminiy nitridini tayyorlash jarayonlaridagi yutuqlar, nisbatan cheklangan bo'lsa-da, uni qo'llash doirasini doimiy ravishda kengaytirdi. So'nggi yillarda mikroelektronika texnologiyasining jadal rivojlanishi bilan elektron qurilmalar va komponentlar kichiklashtirish, engil tortish, integratsiya, yuqori ishonchlilik va yuqori{6}}quvvat ishlab chiqarishga o'tmoqda. Borgan sari murakkab qurilmalar substrat va qadoqlash materiallarining issiqlik tarqalishiga yuqori talablarni qo'yadi, alyuminiy nitridi yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi uchun katta e'tiborni tortadi.
Elektron chiplar tobora keng qamrovli ishlashga va kichikroq umumiy o'lchamlarga ega bo'lgan hozirgi rivojlanish tendentsiyasini hisobga olgan holda, chipning ishlashi paytida hosil bo'lgan issiqlik oqimining zichligi ham sezilarli darajada oshdi. Elektron qurilmalar uchun, odatda, haroratning har 10 daraja oshishi uchun qurilmaning samarali ishlash muddati 30% dan 50% gacha kamayadi. Shuning uchun qurilmalarning issiqlik tarqalish qobiliyatini oshirish uchun tegishli qadoqlash materiallari va jarayonlarini tanlash quvvat qurilmalarini ishlab chiqishda texnik to'siq bo'ldi.
Issiqlik o'tkazuvchanligi nuqtai nazaridan, yuqorida aytib o'tilgan sohalarda alyuminiy oksidi va alyuminiy nitridi bir xil ligada emas. Ammo alyuminiy nitridi alyuminiy oksidini ag'daradimi?
Alyuminiy oksidining issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti faqat 30 Vt / (m · K). Yuqori boʻlmasa-da, u past{2}}to-oʻrta{4}}diapazondagi ilovalar uchun yetarli. Eng muhimi, u arzon va etuk ishlab chiqarish jarayoniga ega. Past{7}}to-oʻrta{9}}diapazondagi ilovalar uchun uni tanlash toʻgʻri.
Alyuminiy nitridining nazariy issiqlik o'tkazuvchanligi 320 Vt / (m · K) ga yetishi mumkin, bu alyuminiy oksidi keramikadan 8 dan 10 baravar ko'p. Ishlab chiqarishda erishilgan haqiqiy issiqlik o'tkazuvchanligi ham 200 Vt / (m · K) bo'lishi mumkin. Biroq, uning yuqori narxi, birinchi navbatda, doimiy ravishda paydo bo'ladigan yuqori{6}}bozor talablariga qaratilganligini bildiradi.
Shunday qilib, alyuminiy oksidi va alyuminiy nitridi o'rtasidagi munosabatlar oddiy "almashtirish" emas, balki har biri o'z maqsadiga xizmat qiladigan bir-birini to'ldiruvchi birgalikda yashashdir.
Alyuminiy nitridisiz ham alyuminiy oksidi yuqori darajadagi bozorda o'zini-o'rnatish uchun kurash olib boradi. Aksincha, alyuminiy oksidi yetarli boʻlgan past{2}}to-oʻrta-bozorlarda qimmatroq alyuminiy nitrididan foydalanish uchun hech kim ahmoq boʻlmaydi. Ushbu domenlarda alyuminiy oksidi shoh bo'lib qoladi.