«Вы можете отгрузить нам нитрид алюминия?»
«Вы можете отгрузить нам нитрид алюминия?» — примерно так звучит один из самых популярных запросов к материаловедам Томского госуниверситета в последние месяцы. Промышленные партнеры по другим проектам помнят, что несколько лет назад томичи начали разработку технологии получения этого соединения. Сейчас от успеха тех исследований зависит довольно большая часть российской микроэлектронной промышленности.
Зачем нужен нитрид алюминия?
Все микроэлектронные схемы наносятся на керамические подложки, основная задача которых — отводить тепло. Самой высокой теплопроводностью обладает оксид бериллия. Есть одно большое «но»: оксид бериллия — это токсичное соединение, работать с ним смертельно опасно. Поэтому во всем мире в микроэлектронике используется керамика из схожего по свойствам, но безвредного для человека нитрида алюминия (алюминий плюс азот, AlN).
В принципе, пластины из нитрида алюминия — это довольно универсальная штука, они нужны в производстве хоть бесшумных холодильников, хоть подводных лодок, как раз за счет способности сбрасывать излишний нагрев.
Илья Жуков, д.т.н, заведующий Лабораторией нанотехнологий металлургии ТГУ:
«Свойства нитрида алюминия зависят от чистоты. Чем чище исходное сырье — тем выше теплопроводность, ее можно довести до 230 единиц (Вт/мК). Лидер рынка — Япония, ее продуктом пользуются все мировые корпорации. Теплопроводность японского порошка — 180 единиц. Российские производители, в том числе специальной техники, тоже его покупали. Но в связи с санкциями остался доступен только китайский нитрид алюминия, его максимум – 160 Вт/мК».
Зачем ТГУ понадобился нитрид алюминия?
Много лет в университете развиваются технологии получения наноразмерных порошковых материалов, различных соединений металлов. Есть лаборатория, оборудованная на миллионы рублей. Одна только высокотемпературная вакуумная печь стоит несколько тысяч долларов. Она позволяет «спекать» вещества с уникальными свойствами, очень нужные в реальном хозяйстве.
«Несколько лет назад мы в инициативном, так сказать, порядке начали разрабатывать технологию получения AlN. Мы знали, что это реально нужное промышленности соединение, которое очевидно нуждается в импортозамещении. Час настанет — ворота закроются… В его производстве нет ничего сверхъестественного, все описано в учебниках. В основном применяются две технологии: в одной используется оксид алюминия, который в присутствии углерода «прогоняется» через азот при высокой температуре (это называется карботермическое восстановление), в другой в качестве исходного сырья берется расплав алюминия и «продувается» аммиаком. Самое главное — это чистота сырья и умение с ним обращаться. У нас были контакты в «Русалом», они поставили нам оксид алюминия, подходящий по критериям. Своими силами (и средствами) мы дошли примерно до 65% от того, что нужно по свойствам от конечного продукта», — говорит Илья Жуков.
А что дальше?
Этой весной в лабораторию начался шквал звонков: «Срочно нужен нитрид алюминия!». Из-за санкций оказались обрублены привычные каналы поставки. Некоторые производители вышли из положения, заменив AlN оксидом алюминия, но он хуже по свойствам и сгодится только для «грубых» изделий, в хай-тек — нет.
По словам Ильи Жукова, они объективно не готовы поставлять продукт тоннами, ни даже килограммами — для этого нужно масштабировать опытно-промышленную установку, которая есть сейчас. На лабораторном уровне материаловеды научились получать граммы порошка, по чистоте аналогичного китайскому. Сейчас ученые планируют написать заявку в Минпромторг¸ а также обратиться к промпартнерам, чтобы получить финансирование на совершенствование очистки и масштабирование имеющихся технологий.
«Сейчас нам надо хорошо масштабироваться на 160 единицах, но есть понимания, как прийти к 180-ти», — констатировал Жуков.
Читайте также: