Azotek glinu stanowi jedną z najważniejszych ceramik inżynierskich współczesnej techniki, łącząc rzadko spotykane połączenie wysokiej przewodności cieplnej, znakomitej izolacyjności elektrycznej oraz odporności na działanie wysokich temperatur i agresywnych środowisk. Materiał ten, na pierwszy rzut oka niepozorny, stał się kluczowym elementem rozwoju mikroelektroniki mocy, techniki wysokich częstotliwości, jak również specjalistycznych zastosowań w przemyśle lotniczym, kosmicznym i motoryzacyjnym. Jako ceramika zaawansowana, azotek glinu wymaga skomplikowanych procesów wytwarzania, starannego doboru dodatków spiekających i precyzyjnej kontroli parametrów procesu, co bezpośrednio przekłada się na jego cenę i znaczenie gospodarcze. W poniższym tekście omówiono naturę tego materiału, sposoby jego produkcji, główne obszary zastosowań oraz miejsce, jakie zajmuje w gospodarce i w łańcuchach dostaw nowoczesnych technologii.
Charakterystyka azotku glinu jako ceramiki zaawansowanej
Azotek glinu (AlN) jest związkem chemicznym zbudowanym z atomów glinu i azotu, krystalizującym w strukturze heksagonalnej typu wurtzytu. Jest to typowy materiał jonowo–kowalencyjny, w którym wiązania mają istotny udział kowalencyjny, co wpływa m.in. na wysoką sztywność sieci krystalicznej, dużą twardość i stosunkowo wysoką odporność na kruche pękanie w porównaniu z wieloma innymi ceramikami tlenkowymi. W formie technicznej azotek glinu występuje jako gęsta, biała lub lekko kremowa ceramika, często w postaci płytek, podłoży, pierścieni, tulei lub elementów o skomplikowanych kształtach uzyskiwanych metodami formowania proszków.
Jedną z najbardziej charakterystycznych cech AlN jest jego bardzo wysoka przewodność cieplna, sięgająca w postaci dobrze zagęszczonej ceramiki wartości rzędu 150–200 W/m·K, a w idealnych kryształach nawet powyżej 250 W/m·K. Jest to wartość porównywalna z niektórymi metalami, zdecydowanie przewyższająca popularne ceramiki tlenkowe, takie jak tlenek glinu czy tlenek cyrkonu. Jednocześnie azotek glinu zachowuje doskonałe właściwości izolacyjne elektryczne – jego rezystywność objętościowa jest bardzo wysoka, a wytrzymałość dielektryczna pozwala na stosowanie go jako podłoża dla układów wysokonapięciowych oraz komponentów mocy.
Ceramika AlN wyróżnia się również dobrą stabilnością chemiczną w atmosferze obojętnej i w próżni, wysoką odpornością na erozję jonową i korozję gazową w wysokich temperaturach, a także stosunkowo małą rozszerzalnością cieplną, zbliżoną do tej, jaką charakteryzują się niektóre półprzewodniki, np. krzem i węglik krzemu. Z tego powodu azotek glinu jest doskonałym materiałem na podłoża i obudowy elementów półprzewodnikowych, w których kluczowe znaczenie ma dopasowanie parametrów cieplnych, aby ograniczać naprężenia termiczne podczas cyklicznych zmian temperatury.
Niezwykle istotne z punktu widzenia zastosowań jest połączenie takich właściwości, jak wysoka twardość, sztywność, dobra odporność na szoki termiczne oraz możliwość pracy w temperaturach dochodzących do kilkuset stopni Celsjusza w powietrzu, a w atmosferze ochronnej lub w próżni – jeszcze wyższych. Sprawia to, że ceramika z azotku glinu może być stosowana tam, gdzie tradycyjne materiały elektroniczne, takie jak laminaty epoksydowe czy nawet klasyczne ceramiki tlenkowe, nie zapewniają wystarczającej niezawodności i trwałości.
W odróżnieniu od prostszych materiałów konstrukcyjnych, AlN jest ceramiką zaawansowaną, co oznacza, że do osiągnięcia pełni jego możliwości konieczne są wysoce kontrolowane procesy syntezy proszków i spiekania, a także stosowanie specjalnie dobranych dodatków, wpływających zarówno na kinetykę procesu zagęszczania, jak i na końcowe właściwości fizykochemiczne. Odpowiednie dobranie dodatków, parametrów granulacji, gęstości zielonego kształtki oraz procesu wypalania ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wysokiej jakości wyrobów.
Procesy wytwarzania ceramiki z azotku glinu
Wytwarzanie ceramiki z azotku glinu jest wieloetapowym procesem obejmującym syntezę proszku, jego obróbkę (mielenie, granulację, mieszanie z dodatkami), formowanie kształtek, ich suszenie, spiekanie, a następnie obróbkę końcową, w tym szlifowanie i ewentualne metalizowanie powierzchni. Każdy etap determinuje końcowe właściwości produktu i wymaga precyzyjnej kontroli, ponieważ azotek glinu jest materiałem wrażliwym m.in. na obecność tlenu i wilgoci podczas wytwarzania.
Synteza proszku azotku glinu
Podstawą procesu produkcji ceramiki AlN jest uzyskanie wysokiej czystości, drobnoziarnistego proszku azotku glinu. Stosowane są głównie dwie grupy metod: synteza z fazy gazowej oraz reakcje w fazie stałej. W praktyce przemysłowej największe znaczenie ma reakcja glinu z azotem lub amoniakiem w warunkach wysokiej temperatury. Metaliczny glin, często w postaci proszku lub granulatu, poddaje się działaniu azotu w kontrolowanej atmosferze; reakcja prowadzi do powstania AlN zgodnie z równaniem:
2 Al + N₂ → 2 AlN
Proces ten wymaga wysokiej temperatury (zwykle powyżej 800–1000°C) oraz odpowiedniej kontroli zawartości tlenu, ponieważ obecność tlenku glinu może prowadzić do powstawania niepożądanych faz i obniżać przewodność cieplną produktu. Druga istotna metoda to azotowanie tlenku glinu w obecności reduktora (np. węgla), w której tlenek glinu (Al₂O₃) w wyniku reakcji z azotem i węglem przekształca się w azotek glinu oraz produkty gazowe. Takie metody pozwalają na wytworzenie proszków o odpowiednio kontrolowanej wielkości ziarna i składzie.
Jakość proszku ma ogromny wpływ na późniejsze etapy wytwarzania: drobniejsze ziarna ułatwiają zagęszczanie podczas spiekania, ale jednocześnie zwiększają reaktywność chemiczną i podatność na utlenianie. Dlatego proszki AlN są zazwyczaj przechowywane i transportowane w warunkach ograniczających dostęp wilgoci i tlenu, nierzadko w atmosferze gazu obojętnego lub w szczelnych opakowaniach wielowarstwowych.
Przygotowanie masy formierskiej i dodatki spiekające
Po uzyskaniu proszku AlN konieczne jest przygotowanie masy formierskiej, która pozwoli na wytwarzanie kształtek o zadanej geometrii i jednorodności. W tym celu proszek miesza się z dodatkami spiekającymi, środkami wiążącymi, plastyfikatorami oraz czasem z rozpuszczalnikami organicznymi, które ułatwiają proces formowania. W przypadku azotku glinu kluczową rolę odgrywają dodatki tlenkowe, takie jak tlenek itru (Y₂O₃), tlenek wapnia (CaO) lub inne podobne związki, które sprzyjają densyfikacji podczas spiekania.
Dodatek tlenków umożliwia aktywne spiekanie, w którym tworzy się niewielka ilość fazy ciekłej lub niskotopliwej fazy międzyziarnistej, zwiększającej mobilność granic ziaren i ułatwiającej ich przemieszczanie w trakcie zagęszczania. Z drugiej strony nadmierna ilość fazy międzyziarnistej może pogarszać przewodność cieplną i odporność mechaniczno–chemiczną ceramiki, dlatego dobór ilości i rodzaju dodatków wymaga zaawansowanej optymalizacji. Masa formierska jest zwykle poddawana mieleniu w młynach kulowych lub atritorach, aby uzyskać równomierną dystrybucję składników oraz odpowiednią granulację sprzyjającą formowaniu.
Techniki formowania kształtek ceramicznych
Do formowania kształtek z azotku glinu stosuje się szereg technik, zależnych od docelowej geometrii wyrobu, oczekiwanej gęstości oraz skali produkcji. Dla standardowych płytek i podłoży zwykle wykorzystuje się prasowanie jednostronne lub izostatyczne na sucho, w którym proszek w postaci granulatu wsypuje się do formy stalowej i zagęszcza za pomocą nacisku mechanicznego lub ciśnienia hydrostatycznego działającego z wielu stron. Prasowanie izostatyczne pozwala uzyskać wysoką jednorodność gęstości, co ma znaczenie dla ograniczenia pęknięć podczas spiekania.
W przypadku elementów cienkościennych i bardziej skomplikowanych geometrii wykorzystuje się metody formowania z zawiesin, takie jak odlewanie z gęstej zawiesiny (slip casting), taśmowanie (tape casting) czy prasowanie na gorąco z udziałem plastycznych mas. Taśmowanie jest szczególnie ważne dla produkcji cienkich podłoży dla elektroniki, gdzie wymaga się małej grubości, dobrej płaskości i niewielkiej porowatości. Zawiesina proszku AlN z dodatkami organicznymi jest wylewana lub rozprowadzana na ruchomej taśmie, a po odparowaniu rozpuszczalnika powstaje elastyczna zielona taśma, którą można docinać i dalej przetwarzać.
Spiekanie i dopracowanie struktury mikrokrystalicznej
Spiekanie jest kluczowym etapem wytwarzania ceramiki AlN, w którym dochodzi do zagęszczenia zielonej kształtki i rozwoju pożądanej mikrostruktury. Proces ten odbywa się zazwyczaj w temperaturach rzędu 1700–1900°C, w atmosferze azotu lub mieszanin gazów obojętnych, tak aby ograniczyć rozkład azotku i jego utlenianie. Dodatki tlenkowe obecne w materiale aktywują proces densyfikacji, często z udziałem mechanizmu spiekania z udziałem fazy ciekłej.
Parametry spiekania – takie jak szybkość nagrzewania, czas wygrzewania, atmosfera pieca i szybkość chłodzenia – są krytyczne dla uzyskania odpowiedniej gęstości i mikrostruktury. Wysoka gęstość (powyżej 98–99% gęstości teoretycznej) jest wymagana, aby osiągnąć maksymalną przewodność cieplną i dobre własności mechaniczne. Zbyt szybkie nagrzewanie lub nierównomierny rozkład temperatury może prowadzić do powstawania pęknięć, rozwarstwień i defektów wewnętrznych. Niekiedy stosuje się także spiekanie pod ciśnieniem, np. prasowanie na gorąco (hot pressing) lub spiekanie iskrowo-plazmowe (SPS), które pozwalają na uzyskanie bardzo drobnoziarnistej struktury i wysokiej gęstości przy nieco niższych temperaturach i krótszych czasach procesu.
Po zakończeniu spiekania wyroby są często poddawane dodatkowej obróbce mechanicznej, takiej jak szlifowanie, polerowanie czy cięcie laserowe. Ze względu na twardość ceramiki AlN obróbkę prowadzi się z użyciem narzędzi diamentowych i specjalnych środków chłodzących. W przypadku zastosowań w elektronice istotne jest przygotowanie bardzo gładkich, równych powierzchni, umożliwiających nakładanie cienkich warstw metalicznych i montaż układów półprzewodnikowych.
Metalizacja, hermetyzacja i integracja z innymi materiałami
Aby ceramika z azotku glinu mogła pełnić funkcję podłoża przewodzącego ciepło i jednocześnie podłoża do prowadzenia ścieżek elektrycznych, musi zostać poddana procesowi metalizacji. Na jej powierzchnię nanoszone są warstwy metali lub metaloceramiki, zwykle za pomocą metod takich jak sitodruk past metalicznych, napylanie fizyczne (PVD), osadzanie chemiczne (CVD) czy galwanizacja. Ważne jest zapewnienie odpowiedniej przyczepności warstw metalicznych do podłoża, jak również kontrola współczynnika rozszerzalności cieplnej, aby ograniczyć ryzyko odspajania przy zmianach temperatury.
W zastosowaniach wysokoprężnych, takich jak moduły mocy czy przetwornice wysokonapięciowe, podłoża z AlN są często elementem złożonych struktur, obejmujących laminowane warstwy metalu (np. miedzi) połączone lutowaniem lub spiekaniem aktywnym. Urządzenia takie wymagają również hermetyzacji, czyli ochrony przed wpływem środowiska, w tym wilgocią, zanieczyszczeniami i agresywnymi gazami. Azotek glinu, jako materiał chemicznie stabilny i mechanicznie wytrzymały, stanowi idealny komponent takich obudów, zapewniając zarówno ochronę, jak i efektywne odprowadzanie ciepła z wrażliwych elementów elektronicznych.
Zastosowania przemysłowe i znaczenie gospodarcze azotku glinu
Rozwój ceramiki z azotku glinu jest ściśle związany z rozwojem nowoczesnej elektroniki, energetyki oraz przemysłu motoryzacyjnego i lotniczego. W miarę jak technologie te stają się coraz bardziej wymagające pod względem zarządzania ciepłem, niezawodności oraz miniaturyzacji, rośnie zapotrzebowanie na materiały oferujące kombinację bardzo dobrej przewodności cieplnej i wysokiej izolacyjności elektrycznej. AlN, obok innych zaawansowanych materiałów ceramicznych, jest jednym z najważniejszych kandydatów do spełnienia tych wymagań.
Mikroelektronika i elektronika mocy
Najbardziej oczywistym i zarazem najszerszym obszarem zastosowań ceramiki AlN są różnego rodzaju podłoża i płytki dla półprzewodników. W inżynierii układów elektronicznych odprowadzanie ciepła z komponentów mocy, takich jak tranzystory MOSFET, IGBT, diody mocy, jak również z układów scalonych wysokiej częstotliwości, jest kluczowe dla ich niezawodności i długowieczności. Tradycyjne podłoża ceramiczne, np. wykonane z tlenku glinu, zaczynają ograniczać projektantów, szczególnie w aplikacjach o wysokich gęstościach mocy, gdzie powstają znaczne ilości ciepła na niewielkiej powierzchni.
Podłoża z azotku glinu, dzięki znacznie większej przewodności cieplnej, umożliwiają lepsze rozpraszanie ciepła, a tym samym obniżenie temperatury pracy układów. Pozwala to zwiększać gęstość upakowania elementów, podnosić moc znamionową urządzeń i poprawiać ich niezawodność. Z tego powodu ceramika AlN stała się jednym z podstawowych materiałów dla zaawansowanych modułów elektroniki mocy, stosowanych m.in. w przemiennikach częstotliwości, sterownikach silników, systemach zasilania serwerów i centrów danych, a także w infrastrukturze dla energii odnawialnej.
W elektronice wysokiej częstotliwości AlN znajduje zastosowanie jako materiał podłoży dla układów mikrofalowych (MMIC), zwłaszcza tam, gdzie konieczne jest połączenie dobrej dielektrycznej jakości podłoża z efektywnym odprowadzeniem ciepła. Półprzewodniki szerokopasmowe, takie jak GaN czy SiC, osiągają największą wydajność w podwyższonych temperaturach pracy, ale wymagają jednocześnie ciągłego odprowadzania ciepła. Dobór podłoża o współczynniku rozszerzalności cieplnej zbliżonym do tych materiałów półprzewodnikowych jest nie tylko korzystny, lecz wręcz niezbędny, aby uniknąć naprężeń i odspajania struktur przy wielokrotnych cyklach nagrzewania i chłodzenia. Z tego względu AlN jest jednym z preferowanych materiałów podłoży dla tranzystorów mocy na bazie GaN, które stanowią podstawę nowoczesnych systemów komunikacji bezprzewodowej, radarów i przetwornic.
Przemysł motoryzacyjny i napędy elektryczne
Rosnąca elektryfikacja pojazdów, w tym dynamiczny rozwój samochodów hybrydowych i elektrycznych, przyspiesza zapotrzebowanie na rozwiązania efektywnego zarządzania ciepłem w kompaktowych i lekkich układach mocy. Moduły sterujące silnikami trakcyjnymi, przetwornice DC/DC, ładowarki pokładowe, jak również systemy zarządzania bateriami (BMS), generują ciepło, które musi być szybko odprowadzone. W tym kontekście istotną rolę odgrywają moduły półprzewodnikowe montowane na ceramicznych podłożach, a azotek glinu jest coraz częściej wybierany jako materiał bazowy, ze względu na przewagę nad tlenkiem glinu w zakresie przewodzenia ciepła.
Dodatkowym atutem AlN jest jego odporność na wysokie temperatury i stabilność wymiarowa, co umożliwia stosowanie w wymagających środowiskach pracy, gdzie narażony jest na drgania, wstrząsy oraz zmienne warunki termiczne. W dłuższej perspektywie, wraz z dalszą miniaturyzacją i integracją układów energoelektronicznych w pojazdach, ceramika azotkowa będzie odgrywać coraz ważniejszą rolę, wpływając pośrednio na zwiększanie zasięgu pojazdów, obniżanie masy systemów i poprawę efektywności energetycznej.
Przemysł lotniczy, kosmiczny i obronny
W aplikacjach lotniczych i kosmicznych wymagania stawiane materiałom konstrukcyjnym i funkcjonalnym są szczególnie wysokie: niska masa, wysoka wytrzymałość, stabilność termiczna i odporność na promieniowanie oraz skrajne warunki środowiskowe. Azotek glinu, dzięki swoim właściwościom, znajduje zastosowanie jako materiał na elementy izolacyjne i osłonowe w systemach elektronicznych działających w przestrzeni kosmicznej, satelitach, sondach, a także w systemach awioniki i elektroniki pokładowej samolotów. Jest tu wykorzystywany przede wszystkim jako podłoże i obudowa układów mocy, falowodów mikrofalowych i komponentów radarowych.
W zakresie techniki wojskowej i obronnej azotek glinu może być stosowany w specjalistycznych sensorach, detektorach podczerwieni oraz systemach komunikacji o wysokiej niezawodności, gdzie ważne jest zarówno efektywne rozpraszanie ciepła, jak i odporność na zmienne warunki otoczenia. Dodatkowo, dzięki twardości i odporności na zużycie, ceramika AlN może w niektórych rozwiązaniach pełnić funkcję ochronną, chociaż w tym obszarze ustępuje pod względem twardości takim materiałom jak węglik krzemu czy boru.
Inne zastosowania technologiczne i laboratoryjne
Poza klasyczną elektroniką i energetyką, ceramika z azotku glinu znajduje zastosowanie w szeregu innych dziedzin, w których liczy się kombinacja właściwości termicznych, mechanicznych i chemicznych. W przemyśle chemicznym i procesowym stosowana jest jako materiał na elementy aparatury odpornej na agresywne media i wysoką temperaturę, np. tuleje, pierścienie, dysze czy uszczelnienia. W niektórych typach pieców wysokotemperaturowych azotek glinu służy jako materiał rur osłonowych termopar, zwłaszcza tam, gdzie konwencjonalne ceramiki tlenkowe ulegałyby szybkiemu zużyciu lub korozji.
W laboratoriach półprzewodnikowych i optoelektronicznych AlN jest wykorzystywany jako podłoże lub warstwa buforowa w strukturach epitaksjalnych, szczególnie w technologii azotków grupy III (np. GaN, InGaN). Choć częściej wykorzystuje się podłoża z szafiru lub SiC, rozwijane są również technologie wzrostu kryształów AlN i ich zastosowanie jako podłoży monokrystalicznych dla struktur optoelektronicznych, w tym diod LED emitujących światło w zakresie ultrafioletu. W perspektywie rozwoju źródeł UV o wysokiej mocy, rola AlN jako podłoża lub warstwy buforowej może rosnąć.
Znaczenie ekonomiczne i rynkowe
Znaczenie gospodarcze azotku glinu wynika przede wszystkim z jego roli w łańcuchach dostaw zaawansowanej elektroniki i systemów energetycznych. W przeciwieństwie do bardziej masowych materiałów, takich jak tlenek glinu, rynek AlN jest mniejszy objętościowo, ale dużo bardziej wartościowy pod względem jednostkowym. Produkty wykonane z ceramiki AlN, szczególnie wysokiej czystości i precyzyjnej jakości, charakteryzują się stosunkowo wysoką ceną, co wynika zarówno z kosztów surowców, jak i złożoności procesów wytwarzania oraz wysokich wymagań jakościowych.
Wzrost popytu na elektronika mocy, infrastrukturę ładowania pojazdów elektrycznych, odnawialne źródła energii oraz zaawansowaną infrastrukturę telekomunikacyjną (np. sieci 5G) napędza zapotrzebowanie na podłoża o wysokiej przewodności cieplnej. W tym kontekście AlN konkuruje z innymi materiałami, takimi jak węglik krzemu, diament syntetyczny czy specjalne kompozyty metal–ceramika. O wyborze konkretnego materiału decyduje nie tylko jego wydajność techniczna, ale także koszty, dostępność, łatwość integracji i dojrzałość technologiczna. Azotek glinu zajmuje w tym spektrum pozycję kompromisową: jest droższy niż tlenek glinu, ale tańszy i łatwiejszy w obróbce niż diament, oferując jednocześnie bardzo korzystny zestaw właściwości.
Geopolitycznie istotne jest też źródło surowców oraz technologie syntezy proszków. Glin jest metalem szeroko dostępnym, produkowanym na dużą skalę z boksytów, co zapewnia relatywnie stabilne podstawy dla wytwarzania związków glinowych, w tym azotku glinu. Istotną rolę odgrywają natomiast zaawansowane technologie proszków i urządzeń do wysokotemperaturowego spiekania, które są skoncentrowane w krajach o rozwiniętym przemyśle chemicznym i elektronicznym. To tam powstają zakłady wyspecjalizowane w produkcji wysokiej jakości proszków AlN oraz podłoży ceramicznych, stanowiące strategiczny element łańcucha wartości w sektorze wysokich technologii.
Z punktu widzenia producentów urządzeń elektronicznych i energetycznych, ceramika AlN jest traktowana jako materiał krytyczny dla uzyskania wysokiej niezawodności i sprawności urządzeń. Ograniczenia produkcyjne, wahania cen surowców, a także wyzwania związane z kontrolą jakości mogą wpływać na dostępność gotowych podłoży i komponentów, co z kolei przekłada się na harmonogramy wdrażania nowych technologii. Dlatego obserwuje się tendencję do dywersyfikacji dostawców oraz inwestycje w rozwój lokalnych zdolności wytwórczych w krajach będących dużymi konsumentami zaawansowanej elektroniki.
Aspekty środowiskowe, recykling i rozwój przyszłych technologii
Kwestie środowiskowe związane z produkcją azotku glinu są podobne jak w przypadku innych ceramik zaawansowanych: energochłonne procesy spiekania, wykorzystanie zaawansowanych pieców wysokotemperaturowych oraz konieczność stosowania kontrolowanych atmosfer generują znaczące zużycie energii i emisje pośrednie. Rozwój technologii energetycznych i bardziej efektywnych procesów spiekania, w tym zastosowanie nowoczesnych metod jak spiekanie mikrofalowe czy iskrowo-plazmowe, ma na celu ograniczanie tych obciążeń.
Recykling ceramiki AlN stanowi wyzwanie, ponieważ materiały te są trudno przetwarzalne w klasycznych strumieniach recyklingu. Zazwyczaj elementy z AlN są częścią złożonych modułów elektronicznych wraz z metalami, tworzywami i innymi rodzajami ceramik. Dotychczas głównym kierunkiem jest odzysk cennych metali z takich modułów, natomiast sama ceramika bywa traktowana jako odpad mineralny. Wraz z rosnącą skalą wykorzystania AlN mogą pojawiać się inicjatywy ukierunkowane na opracowanie metod selektywnego rozdrabniania i powrotu proszku azotkowego do obiegu materiałowego, nie jest to jednak obecnie standardem przemysłowym.
Przyszłość azotku glinu jako ceramiki technologicznej wiąże się z kilkoma równoległymi trendami. Po pierwsze, dalsze zwiększanie przewodności cieplnej poprzez poprawę czystości i kontrolę mikrostruktury – eliminacja defektów, zanieczyszczeń i nadmiernych faz międzyziarnistych pozwala na zbliżenie się do wartości przewodności monokryształów. Po drugie, rozwijane są kompozyty AlN–metal oraz AlN–polimery, w których proszek azotku glinu pełni rolę wypełniacza poprawiającego odprowadzanie ciepła w materiałach strukturalnych i obudowach elektronicznych. Takie kompozyty wykorzystywane są m.in. w zaawansowanych pastach termoprzewodzących, żywicach enkapsulacyjnych i elementach mechanicznych, gdzie konieczne jest połączenie przewodnictwa cieplnego z pewną elastycznością lub łatwością formowania.
Trzecia istotna ścieżka rozwoju to zastosowanie AlN w optoelektronice, zwłaszcza w obszarze diod LED emitujących światło w ultrafiolecie. Jako szerokopasmowy półprzewodnik o dużej energii przerwy, azotek glinu (w formie monokrystalicznej lub cienkich warstw) jest materiałem perspektywicznym do konstrukcji źródeł promieniowania UV, użytecznych m.in. w dezynfekcji, sterylizacji, medycynie i przemyśle spożywczym. Połączenie funkcji przewodnictwa cieplnego i właściwości półprzewodnikowych w jednym materiale może w przyszłości zaowocować całkowicie nowymi klasami urządzeń, łączących funkcje mechaniczne, termiczne i elektroniczne.
Skalowanie produkcji oraz doskonalenie technologii wytwarzania ceramiki AlN będzie zatem bezpośrednio wpływać na konkurencyjność szerokiego spektrum branż – od elektroniki mocy, przez napędy elektryczne i lotnictwo, aż po medycynę i techniki środowiskowe. Znając strategiczne znaczenie efektywnego zarządzania ciepłem i niezawodności systemów elektronicznych, można oczekiwać, że azotek glinu pozostanie jednym z kluczowych materiałów ceramiki zaawansowanej, a inwestycje w jego badania i rozwój będą utrzymywać się na wysokim poziomie.
