Αναμφίβολα, το νιτρίδιο του αλουμινίου είναι ένα από τα πιο δημοφιλή κεραμικά υλικά τα τελευταία χρόνια. Οι μοναδικές του ιδιότητες του επιτρέπουν να υπερέχει σε τομείς όπου το οξείδιο του αλουμινίου δεν είναι πλέον ικανό. Κατά συνέπεια, η ιδέα ότι «το νιτρίδιο του αργιλίου θα αντικαταστήσει το οξείδιο του αλουμινίου» κυκλοφορεί στη βιομηχανία.
Το 1856, ο Γάλλος επιστήμονας Henri Sainte-Claire Deville πρότεινε τη διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης σόδας για βωξίτη, σηματοδοτώντας την πρώτη προσπάθεια εξαγωγής οξειδίου του αλουμινίου από βωξίτη και σηματοδοτώντας την αρχή της βιομηχανίας οξειδίου του αλουμινίου.
Η εφαρμογή του οξειδίου του αλουμινίου στη βιομηχανία κεραμικών ήρθε 49 χρόνια αργότερα. Το 1905, η Γερμανία πρωτοστάτησε στην έρευνα για εργαλεία κοπής με οξείδιο του αλουμινίου, τα οποία αποτέλεσαν επίσης το σημείο εκκίνησης ολόκληρης της προηγμένης κεραμικής βιομηχανίας. Ωστόσο, λόγω της περιορισμένης τεχνολογίας εκείνη την εποχή, η απόδοση και το εύρος εφαρμογής των κεραμικών οξειδίου του αλουμινίου ήταν αρκετά περιορισμένες. Μετά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, οι χώρες άρχισαν να αυξάνουν τις επενδύσεις τους στην Ε&Α σε προηγμένα κεραμικά. Η διαδικασία παραγωγής για κεραμικά οξειδίου του αλουμινίου σταδιακά ωρίμασε και εφαρμόστηκαν σταδιακά σε διάφορους τομείς όπως τα μηχανήματα, τα ηλεκτρονικά και η αεροδιαστημική. Σήμερα, τα κεραμικά οξειδίου του αλουμινίου έχουν γίνει ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος και πιο ευέλικτος τύπος προηγμένου κεραμικού.
Τώρα ας δούμε το νιτρίδιο του αλουμινίου. Η έρευνα για το νιτρίδιο του αλουμινίου ξεκίνησε επίσης νωρίς. Ανακαλύφθηκε από τους F. Birgeler και A. Geuther το 1862, και το 1877, ο JW Mallet συνέθεσε με επιτυχία νιτρίδιο αλουμινίου για πρώτη φορά. Ωστόσο, για περισσότερα από 100 χρόνια στη συνέχεια, δεν βρήκε καμία πρακτική εφαρμογή και θεωρήθηκε μόνο για χρήση ως αζωτούχο δεσμευτικός παράγοντας σε λιπάσματα.
Λόγω του ότι το νιτρίδιο του αργιλίου είναι μια ομοιοπολική ένωση με χαμηλό συντελεστή αυτο-διάχυσης και υψηλό σημείο τήξης, είναι δύσκολο να πυροσυσσωματωθεί. Μόλις τη δεκαετία του 1950 οι άνθρωποι παρήγαγαν για πρώτη φορά με επιτυχία κεραμικά νιτριδίου αλουμινίου, χρησιμοποιώντας τα ως πυρίμαχα υλικά για την τήξη καθαρού σιδήρου, αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου. Ξεκινώντας από τη δεκαετία του 1970, καθώς η έρευνα εμβαθύνθηκε, οι ανακαλύψεις στις διαδικασίες προετοιμασίας για το νιτρίδιο του αλουμινίου διεύρυναν συνεχώς το πεδίο εφαρμογής του, αν και παρέμεινε σχετικά περιορισμένο. Τα τελευταία χρόνια, με την ταχεία ανάπτυξη της μικροηλεκτρονικής τεχνολογίας, οι ηλεκτρονικές συσκευές και εξαρτήματα κινούνται προς τη σμίκρυνση, την ελαφριά στάθμιση, την ενοποίηση, την υψηλή αξιοπιστία και την υψηλή-ισχύ απόδοσης. Οι ολοένα και πιο περίπλοκες συσκευές επιβάλλουν υψηλότερες απαιτήσεις στη διάχυση θερμότητας του υποστρώματος και των υλικών συσκευασίας, εφιστώντας σημαντική προσοχή στο νιτρίδιο του αλουμινίου για την υψηλή θερμική του αγωγιμότητα.
Δεδομένης της τρέχουσας τάσης ανάπτυξης όπου τα ηλεκτρονικά τσιπ διαθέτουν ολοένα και πιο ολοκληρωμένη απόδοση και μικρότερες συνολικές διαστάσεις, η πυκνότητα ροής θερμότητας που παράγεται κατά τη λειτουργία του τσιπ έχει επίσης αυξηθεί δραματικά. Για ηλεκτρονικές συσκευές, τυπικά, για κάθε 10 μοίρες αύξηση της θερμοκρασίας, η αποτελεσματική διάρκεια ζωής της συσκευής μειώνεται κατά 30% έως 50%. Ως εκ τούτου, η επιλογή των κατάλληλων υλικών συσκευασίας και διαδικασιών για την ενίσχυση της ικανότητας απαγωγής θερμότητας των συσκευών έχει γίνει τεχνικό εμπόδιο στην ανάπτυξη συσκευών ισχύος.
Όσον αφορά τη θερμική αγωγιμότητα, στα πεδία που αναφέρθηκαν παραπάνω, το οξείδιο του αλουμινίου και το νιτρίδιο του αλουμινίου δεν βρίσκονται στην ίδια κατηγορία. Μπορεί όμως το νιτρίδιο του αλουμινίου να ανατρέψει το οξείδιο του αλουμινίου;
Ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του οξειδίου του αλουμινίου είναι μόνο 30 W/(m·K). Αν και δεν είναι υψηλό, αρκεί για εφαρμογές χαμηλού-έως-μεσαίου-εύρους. Το σημαντικό είναι ότι είναι φθηνό και έχει μια ώριμη διαδικασία κατασκευής. Για εφαρμογές χαμηλού-έως{8}}μεσαίου-εύρους, η επιλογή του είναι σωστή.
Η θεωρητική θερμική αγωγιμότητα του νιτριδίου του αλουμινίου μπορεί να φτάσει έως και 320 W/(m·K), που είναι 8 έως 10 φορές μεγαλύτερη από αυτή των κεραμικών οξειδίου του αλουμινίου. Η πραγματική θερμική αγωγιμότητα που επιτυγχάνεται στην παραγωγή μπορεί επίσης να φτάσει τα 200 W/(m·K). Ωστόσο, η υψηλή τιμή του σημαίνει ότι στοχεύει κυρίως στις συνεχώς αναδυόμενες υψηλές{6}}απαιτήσεις της αγοράς.
Έτσι, η σχέση μεταξύ οξειδίου του αλουμινίου και νιτριδίου του αργιλίου δεν είναι μια απλή «αντικατάσταση» αλλά μια συμπληρωματική συνύπαρξη, που το καθένα εξυπηρετεί τον δικό του σκοπό.
Ακόμη και χωρίς το νιτρίδιο του αργιλίου, το οξείδιο του αλουμινίου θα δυσκολευόταν να εδραιωθεί στην αγορά υψηλών-τελών. Αντίθετα, στις αγορές χαμηλού-έως{3}}μέσου-αλουμινίου όπου επαρκεί το οξείδιο του αλουμινίου, κανείς δεν θα ήταν αρκετά ανόητος να χρησιμοποιήσει το πολύ πιο ακριβό νιτρίδιο του αλουμινίου. Σε αυτούς τους τομείς, το οξείδιο του αλουμινίου παραμένει βασιλιάς.