中国粉体网讯 在5G、AI、新能源汽车等技术的推动下，电子设备的功率密度和集成度不断攀升，散热问题已成为制约性能的“隐形杀手”。而在这场散热战役中，氮化铝（AlN）凭借其理论热导率高达320W/(m·K)的卓越性能脱颖而出，成为电子封装、半导体基板等领域的“超级材料”。
然而，它的产业化之路却因两大难题而坎坷：生产纯度不足与易水解特性。
氮化铝粉末 图源：福建臻璟
氮化铝粉体的制备方法
AlN粉体的性能直接决定了最终产品的导热效率。目前制备AlN粉体的技术方法主要包括碳热还原法、直接氮化法、自蔓延高温合成法、化学气相沉积法和等离子体合成法。
1.碳热还原法
碳热还原法是目前较成熟的一种制备AlN粉体的方法。它是以超细的氧化铝粉末和过量的高纯度碳粉为原料，经过球磨混合均匀后，在氮气氛围下，利用碳粉在1500~2000℃的高温下还原氧化铝，然后利用被还原出的铝粉与高温下的氮气发生氮化反应从而生成氮化铝粉末。
2.直接氮化法
直接氮化法是目前较为常见的另一种工业化制备氮化铝粉体的方法。它是在持续流动的N2或氨气氛围下，利用900~1300℃的高温促使铝粉与N2或NH3按照相关化学反应生成氮化铝粉体。
3.自蔓延高温合成法
自蔓延高温合成法是制备中低端的氮化铝粉体一种工艺方法，它是利用铝粉氮化反应时本身释放的热量提供能量，使反应在一定条件下自发持续进行，从而制备出氮化铝粉体的技术方法。
4.化学气相沉积法
化学气相沉积是一种制备超细、高纯度、高粒度一致性的技术方法。它的核心是在气态条件下，将铝的挥发性化合物带入氨或氮氛围下而发生化学反应，从气相中沉积氮化铝粉体。
5.等离子体化学合成法
等离子体化学合成法是合成纳米级氮化铝粉体的先进工艺，其原理是利用载气送粉或重力送粉将铝粉送入直流电弧等离子发生器或高频等离子发生器产生的等离子体束流中，在等离子体的高温作用下迅速升温、熔化、气化并与等离子体态氮离子化合生成氮化铝粉体。
AlN粉体的主要制备方法及特点
氮化铝粉体制备方法多样，但现有方向仍存在较高的技术壁垒。目前，高端氮化铝粉体的制备方法已被日本、美国等发达国家垄断。虽然我国氮化铝粉体制备技术在近几年得以飞速发展，但与国外相比仍存在巨大差距，急需探索新的工艺方法或原理实现高端氮化铝粉体的国产化制备，从而摆脱高端氮化铝粉体制备的“卡脖子”局面。
无机防水技术
氮化铝虽强，却有一个致命缺陷——遇水即“崩”。AlN粉体的表面极为活泼，会与空气中的水蒸气发生水解反应，生成氢氧化铝和氨气，使其表面包覆上一层氢氧化铝薄膜，导致导热通路中断降低复合材料的导热性能，并且其大含量填充会使聚合物粘度大大提高，不利于成型加工，若直接遇水，AlN粉体水解会更加严重。
近年来很多研究者通过对AlN粉开展表面改性研究来提高其抗水解性能。目前，通过表面改性提高AlN粉的抗水解性能，有效途径大致可分为三大类：热处理法、无机酸（+无机盐）包裹法、有机酸（+有机物）包裹法。
福建臻璟新材料科技有限公司（简称福建臻璟）是一家全国领先的第三代半导体氮化物材料供应商及热管理方案解决企业。公司主营产品包括氮化硅陶瓷基板、氮化铝陶瓷基板、高纯氮化铝粉、氮化铝造粒粉/单晶填料粉/单晶球形填料粉/球型填料粉等；产品广泛应用于芯片、功率模块、高端封装、射频/微波等元器件，为5G通讯、光伏、电子电力、新能源汽车及航天航空等高端领域起到关键散热作用。
福建臻璟采用无机包覆法解决氮化铝易水解问题，为后续进一步做有机包覆处理提供耐水解的粉体，对稳定性要求更高的应用领域提供更可靠解决方案。2025年5月28日，中国粉体网将在江苏·苏州举办“第二届高导热材料与应用技术大会暨导热填料技术研讨会”。届时，我们邀请到福建臻璟新材料科技有限公司技术总监陈智博士出席本次大会并作题为《氮化铝粉体的生产、无机防水及其应用》的报告。本报告将具体介绍氮化铝粉体的制备技术以及如何解决氮化铝易水解问题，同时对其应用进行展望。
专家简介
陈智，福建臻璟新材料科技有限公司技术总监，致力于氮化铝粉体，氮化铝和氮化硅陶瓷生产，氮化铝粉体的无机和有机修饰以及氮化铝填料粉的应用研究。北京大学化学系高分子材料硕士，University of Kansas 化学和石油工程学院化学工程博士，长期从事有机材料，无机材料，有机无机杂化和光固化材料开发和应用工作等。
参考来源：
1.福建臻璟官网及公众号
2.曹修全氮化铝粉体制备技术研究进展及展望 机械
3.何金秀AlN 粉体水解行为及其抗水解改性的研究进展中国陶瓷工业
4.中国粉体网：你家的氮化铝“防水”做好了吗？
（中国粉体网编辑整理/轻言）
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