Безсумнівно, нітрид алюмінію є одним з найпопулярніших керамічних матеріалів останніх років. Його унікальні властивості дозволяють йому досягати успіхів у галузях, де оксид алюмінію більше не є ефективним. Отже, в промисловості циркулює думка, що «нітрид алюмінію замінить оксид алюмінію».
У 1856 році французький учений Анрі Сент-Клер Девіль запропонувала процес спікання бокситів із содою, що стало першою спробою вилучення оксиду алюмінію з бокситів і поклало початок промисловості оксиду алюмінію.
Застосування оксиду алюмінію в керамічній промисловості відбулося 49 років потому. У 1905 році Німеччина почала дослідження ріжучих інструментів з оксиду алюмінію, що також поклало початок усієї передової керамічної промисловості. Однак через обмежені технології на той час продуктивність і діапазон застосування кераміки з оксиду алюмінію були досить обмежені. Після Другої світової війни країни почали збільшувати свої інвестиції в науково-дослідні розробки в передову кераміку. Процес виробництва кераміки з оксиду алюмінію поступово розвивався, і її поступово почали застосовувати в різних секторах, таких як машинобудування, електроніка та авіакосмічна промисловість. Сьогодні кераміка з оксиду алюмінію стала найпоширенішим і найбільш універсальним видом вдосконаленої кераміки.
Тепер розглянемо нітрид алюмінію. Дослідження нітриду алюмінію також почалися рано. Він був відкритий Ф. Біргелером і А. Геутером в 1862 році, а в 1877 році Дж. В. Маллет вперше успішно синтезував нітрид алюмінію. Проте протягом понад 100 років після цього він не знайшов практичного застосування і розглядався лише як азот{10}}фіксуючий агент у добривах.
Оскільки нітрид алюмінію є ковалентною сполукою з низьким-коефіцієнтом самодифузії та високою температурою плавлення, його важко спікати. Лише в 1950-х роках люди вперше успішно виготовили кераміку з нітриду алюмінію, використовуючи її як вогнетривкий матеріал для плавки чистого заліза, алюмінію та алюмінієвих сплавів. Починаючи з 1970-х років, у міру поглиблення досліджень, прорив у процесах отримання нітриду алюмінію постійно розширював сферу його застосування, хоча вона залишалася відносно обмеженою. В останні роки завдяки швидкому розвитку технологій мікроелектроніки електронні пристрої та компоненти рухаються до мініатюризації, легкої ваги, інтеграції, високої надійності та високої-вихідної потужності. Дедалі складніші пристрої висувають підвищені вимоги до тепловіддачі підкладки та пакувальних матеріалів, привертаючи значну увагу до нітриду алюмінію через його високу теплопровідність.
Враховуючи поточну тенденцію розвитку, коли електронні чіпи мають все більш повну продуктивність і менші загальні розміри, щільність теплового потоку, що створюється під час роботи чіпа, також різко зросла. Для електронних пристроїв, як правило, на кожні 10 градусів підвищення температури ефективний термін служби пристрою скорочується на 30-50%. Таким чином, вибір відповідних пакувальних матеріалів і процесів для підвищення здатності пристроїв до розсіювання тепла став технічним вузьким місцем у розробці енергетичних пристроїв.
З точки зору теплопровідності, у згаданих вище областях оксид алюмінію та нітрид алюмінію не в одній лізі. Але чи може нітрид алюмінію подолати оксид алюмінію?
Коефіцієнт теплопровідності оксиду алюмінію становить лише 30 Вт/(м·К). Хоча це невисоко, його достатньо для низьких---середніх-додатків. Важливо те, що він дешевий і має відпрацьований виробничий процес. Для додатків низького-–-середнього-вибору це правильно.
Теоретична теплопровідність нітриду алюмінію може досягати до 320 Вт/(м·К), що в 8-10 разів більше, ніж у кераміки з оксиду алюмінію. Фактична теплопровідність, досягнута на виробництві, також може досягати 200 Вт/(м·К). Однак його висока ціна означає, що він націлений, перш за все, на потреби високого-ринку, що постійно зростають.
Таким чином, зв’язок між оксидом алюмінію та нітридом алюмінію є не простою «заміною», а взаємодоповнювальним співіснуванням, кожен з яких служить своїй меті.
Навіть без нітриду алюмінію оксиду алюмінію важко було б утвердитися на-ринку високого класу. І навпаки, на ринках від- до -середнього- діапазону, де достатньо оксиду алюмінію, ніхто не буде настільки дурним, щоб використовувати набагато дорожчий нітрид алюмінію. У цих областях оксид алюмінію залишається головним.