中國粉體網訊  在5G、AI、新能源汽車等技術的推動下，電子設備的功率密度和集成度不斷攀升，散熱問題已成為制約性能的“隱形殺手”。而在這場散熱戰役中，氮化鋁（AlN）憑借其理論熱導率高達320W/(m·K)的卓越性能脫穎而出，成為電子封裝、半導體基板等領域的“超級材料”。

然而，它的產業化之路卻因兩大難題而坎坷：生產純度不足與易水解特性。

氮化鋁粉末 圖源：福建臻璟

氮化鋁粉體的制備方法

AlN粉體的性能直接決定了最終產品的導熱效率。目前制備AlN粉體的技術方法主要包括碳熱還原法、直接氮化法、自蔓延高溫合成法、化學氣相沉積法和等離子體合成法。

1.碳熱還原法

碳熱還原法是目前較成熟的一種制備AlN粉體的方法。它是以超細的氧化鋁粉末和過量的高純度碳粉為原料，經過球磨混合均勻后，在氮氣氛圍下，利用碳粉在1500~2000℃的高溫下還原氧化鋁，然后利用被還原出的鋁粉與高溫下的氮氣發生氮化反應從而生成氮化鋁粉末。

2.直接氮化法

直接氮化法是目前較為常見的另一種工業化制備氮化鋁粉體的方法。它是在持續流動的N2或氨氣氛圍下，利用900~1300℃的高溫促使鋁粉與N2或NH3按照相關化學反應生成氮化鋁粉體。

3.自蔓延高溫合成法

自蔓延高溫合成法是制備中低端的氮化鋁粉體一種工藝方法，它是利用鋁粉氮化反應時本身釋放的熱量提供能量，使反應在一定條件下自發持續進行，從而制備出氮化鋁粉體的技術方法。

4.化學氣相沉積法

化學氣相沉積是一種制備超細、高純度、高粒度一致性的技術方法。它的核心是在氣態條件下，將鋁的揮發性化合物帶入氨或氮氛圍下而發生化學反應，從氣相中沉積氮化鋁粉體。

5.等離子體化學合成法

等離子體化學合成法是合成納米級氮化鋁粉體的先進工藝，其原理是利用載氣送粉或重力送粉將鋁粉送入直流電弧等離子發生器或高頻等離子發生器產生的等離子體束流中，在等離子體的高溫作用下迅速升溫、熔化、氣化并與等離子體態氮離子化合生成氮化鋁粉體。

AlN粉體的主要制備方法及特點

氮化鋁粉體制備方法多樣，但現有方向仍存在較高的技術壁壘。目前，高端氮化鋁粉體的制備方法已被日本、美國等發達國家壟斷。雖然我國氮化鋁粉體制備技術在近幾年得以飛速發展，但與國外相比仍存在巨大差距，急需探索新的工藝方法或原理實現高端氮化鋁粉體的國產化制備，從而擺脫高端氮化鋁粉體制備的“卡脖子”局面。

無機防水技術

氮化鋁雖強，卻有一個致命缺陷——遇水即“崩”。AlN粉體的表面極為活潑，會與空氣中的水蒸氣發生水解反應，生成氫氧化鋁和氨氣，使其表面包覆上一層氫氧化鋁薄膜，導致導熱通路中斷降低復合材料的導熱性能，并且其大含量填充會使聚合物粘度大大提高，不利于成型加工，若直接遇水，AlN粉體水解會更加嚴重。

近年來很多研究者通過對AlN粉開展表面改性研究來提高其抗水解性能。目前，通過表面改性提高AlN粉的抗水解性能，有效途徑大致可分為三大類：熱處理法、無機酸（+無機鹽）包裹法、有機酸（+有機物）包裹法。

福建臻璟新材料科技有限公司（簡稱福建臻璟）是一家全國領先的第三代半導體氮化物材料供應商及熱管理方案解決企業。公司主營產品包括氮化硅陶瓷基板、氮化鋁陶瓷基板、高純氮化鋁粉、氮化鋁造粒粉/單晶填料粉/單晶球形填料粉/球型填料粉等；產品廣泛應用于芯片、功率模塊、高端封裝、射頻/微波等元器件，為5G通訊、光伏、電子電力、新能源汽車及航天航空等高端領域起到關鍵散熱作用。

福建臻璟采用無機包覆法解決氮化鋁易水解問題，為后續進一步做有機包覆處理提供耐水解的粉體，對穩定性要求更高的應用領域提供更可靠解決方案。2025年5月28日，中國粉體網將在江蘇·蘇州舉辦“第二屆高導熱材料與應用技術大會暨導熱填料技術研討會”。屆時，我們邀請到福建臻璟新材料科技有限公司技術總監陳智博士出席本次大會并作題為《氮化鋁粉體的生產、無機防水及其應用》的報告。本報告將具體介紹氮化鋁粉體的制備技術以及如何解決氮化鋁易水解問題，同時對其應用進行展望。

專家簡介

陳智，福建臻璟新材料科技有限公司技術總監，致力于氮化鋁粉體，氮化鋁和氮化硅陶瓷生產，氮化鋁粉體的無機和有機修飾以及氮化鋁填料粉的應用研究。北京大學化學系高分子材料碩士，University of Kansas 化學和石油工程學院化學工程博士，長期從事有機材料，無機材料，有機無機雜化和光固化材料開發和應用工作等。

參考來源：

1.福建臻璟官網及公眾號

2.曹修全氮化鋁粉體制備技術研究進展及展望 機械

3.何金秀AlN 粉體水解行為及其抗水解改性的研究進展中國陶瓷工業

4.中國粉體網：你家的氮化鋁“防水”做好了嗎？

（中國粉體網編輯整理/輕言）

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