氮化铝是共价键化合物，AlN晶体以［AlN4］四面体为结构单元，具有纤维锌矿型结构，属六方晶系，a=3.114Å，c=4.896 Å，比重3.261g/cm3，白色，单晶无色透明，常压下在2200℃～2250℃左右分解。

氮化铝粉末的纯度，颗粒尺寸及其分布、氧含量和比表面都影响氮化铝陶瓷的制备及性能。氮化铝粉末可采用铝粉氮化（N2+NH3）和Al2O3+C+N2等的多种制备方法。AlN是共价键强的难烧结物质，同时又易混入氧等杂质。目前使用的烧结工艺有无压烧结和热压两种方法，都能获得致密的陶瓷材料。因AlN烧结困难，制备氮化铝陶瓷时使用CaO、稀土氧化物Y2O3、La2O3、CeO2或SiO2、Fe2O3、TiO2等作为添加剂，其作用在于促进烧结，如钙或钇的氧化物与AlN颗粒表面的Al2O3反应生成低熔点液相，使整个烧结在有液相参与下进行，而最终达到致密化。这些液相冷却时生成铝酸钙或铝酸钇和玻璃相。AlN单晶的热导率为320W/（m·k），若在AlN陶瓷的晶界中没有玻璃相，AlN氧含量极低，则该陶瓷的热导率可提高到大于200W/（m·k）。

氮化铝陶瓷具有导热性好、耐高温、耐腐蚀、电绝缘性能好的优点。

氮化铝的热膨胀系数很接近半导体硅，并且无毒性，可用作大功率的电路基片。可用于双列直插式封装、扁平封装，AlN陶瓷的金属化性能较好，因而成为解决微电子技术热降问题的理想材料。烧结氮化铝陶瓷的一些物理性能与Al2O3、BeO基片材料比较见表5.3。利用AlN陶瓷耐热耐熔体侵蚀和热震性，可制作CaAs晶体坩埚、Al蒸发皿、磁流体发电装置及高温透平机耐蚀部件，利用其光学性能可作红外线窗口。

AlN陶瓷的发展动向主要有以下几个方面：(www.daowen.com)

（1）低温烧结　使用Y2O3—CaO—La2O3—CeO2—SiO2复合添加物以降低氮化铝陶瓷的烧结温度，抑制氧对AlN晶粒中的扩散，以获得晶粒小，性能好的AlN陶瓷材料，有利表面加工，降低成本和商业化。

表5.3　Al2O3、BeO、AlN基片材料性能对比

（2）透明AlN的制备　使用高纯、良好烧结性能的AlN粉，仔细设计颗粒尺寸及分布，在无添加物、常压下以1850℃保温7小时烧结，可获得高密度的AlN透明陶瓷，热导率＞124W/（m·k），强度为340MPa。另外使用2.1wt%r 3CaO·Al2O3添加物在1800℃保温10小时烧结，可获得热导率＞175W/（m·k）的材料。

（3）作为结构材料使用　AlN陶瓷用作高温结构材料，是需研究的重要课题。