提高氮化鋁陶瓷熱導率的途徑:提高氮化鋁粉末的純度,理想的氮化鋁粉料應(yīng)含適量的氧。除氧以外,其他雜質(zhì)元素如Si、Mn和Fe等,也能進入氮化鋁晶格,造成缺陷,降低氮化鋁的熱導率。雜質(zhì)進入晶格后,使晶格發(fā)生局部畸變,由此產(chǎn)生應(yīng)力作用,引起位錯、層錯等缺陷,增大聲子散射,故應(yīng)該提高氮化鋁的粉末的純度。改進氮化鋁粉末合成方法,制備出粒徑在1μm以下,含氧量1%的高純粉末,是制備高導熱氮化鋁陶瓷的前提。此外,對含燒結(jié)助劑的氮化鋁粉末,引入適量的碳,在制備氮化鋁陶瓷的燒結(jié)過程中,于致密化之前,先對氮化鋁粉末表面的氧化物進行還原碳化,也能使氮化鋁陶瓷的熱導率提高。凝膠流延成型和注凝成型,成為氮化鋁陶瓷的主要生產(chǎn)方法,從而促進氮化鋁陶瓷的推廣與應(yīng)用。大連耐溫氮化硼多少錢
提高氮化鋁陶瓷熱導率的途徑:選擇合適的燒結(jié)工藝,微波燒結(jié):微波燒結(jié)是利用微波與介質(zhì)的相互作用產(chǎn)生介電損耗使坯體整體加熱的燒結(jié)方法。同時,微波可以使粉末顆?;钚蕴岣?,有利于物質(zhì)的傳遞。微波燒結(jié)已成為一門新型的陶瓷燒結(jié)技術(shù),它利用整體性自身加熱,使材料加熱的效率提高,升溫速度加快,保溫時間縮短,這有利于提高致密化速度并可以有效抑制晶粒生長,獲得獨特的性能和結(jié)構(gòu)。放電等離子燒結(jié):放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)利用脈沖能、放電脈沖壓力和焦耳熱產(chǎn)生的瞬間高溫場來實現(xiàn)燒結(jié)過程。SPS升溫速度快、燒結(jié)時間短、能在較低溫度下燒結(jié),通過控制燒結(jié)組分與工藝能實現(xiàn)溫度梯度場,可用于燒結(jié)梯度材料及大型工件等復雜材料。放電等離子燒結(jié)內(nèi)每個顆粒均勻的自身發(fā)熱使顆粒表現(xiàn)活化,因而具有很高的熱導率,可在短時間內(nèi)使燒結(jié)體致密化。溫州納米氧化鋁廠家直銷粘結(jié)劑是氮化鋁陶瓷粉末的載體,決定了喂料注射成形的流變性能和注射性能。
氮化鋁陶瓷是一種高技術(shù)新型陶瓷。氮化鋁基板具有極高的熱導率,無毒、耐腐蝕、耐高溫,熱化學穩(wěn)定性好等特點,是大規(guī)模集成電路,半導體模塊電路和大功率器件的理想封裝材料、散熱材料、電路元件及互連線承載體。也是提高高分子材料熱導率和力學性能的很佳添加料,氮化鋁陶瓷還可用作熔煉有色金屬和半導體材料砷化鎵的坩堝、熱電偶的保護管、高溫絕緣件、微波介電材料、耐高溫、耐腐蝕結(jié)構(gòu)陶瓷及透明氮化鋁微波陶瓷制品,用作高導熱陶瓷生產(chǎn)原料及樹脂填料等。氮化鋁是電絕緣體,介電性能良好。砷化鎵表面的氮化鋁涂層,能保護它在退火時免受離子的注入。氮化鋁可用作高導熱陶瓷生產(chǎn)原料、AlN陶瓷基片原料、樹脂填料等。
熱導率K在聲子傳熱中的關(guān)系式為:K=1/3cvλ;上式c為陶瓷體本身的熱容,v為聲子的平均運動速度,λ為聲子的平均自由程。材料本身的熱容(c)接近常數(shù),氮化鋁的熱容大是氮化鋁的熱導率高的原因之一,聲子速度(v)與晶體密度和彈性力學性質(zhì)有關(guān),也可視為常數(shù),所以,聲子的傳播距離(平均自由程),是影響很終宏觀上氮化鋁陶瓷的熱導率表現(xiàn)的關(guān)鍵。所以我們通過氮化鋁內(nèi)部聲子的熱傳導機理可知,要想熱導率高,就要使聲子的傳播更遠(自由程大),也即減少傳播的阻力,這種阻力一般來自于聲子擴散過程中的各種散射。燒結(jié)后的陶瓷內(nèi)部通常會有各種晶體缺陷、雜質(zhì)、氣孔以及引入的第二相,這些因素的作用使聲子發(fā)生散射,也就影響了很終的熱導率。通過不斷研究證實,在眾多影響AlN陶瓷熱導率因素中,AlN陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)、氧雜質(zhì)含量尤為突出。氮化鋁具有高絕緣耐壓、熱膨脹系數(shù)、與硅匹配好等特性,不但用作結(jié)構(gòu)陶瓷的燒結(jié)助劑或增強相。
在現(xiàn)有可作為基板材料使用的陶瓷材料中,Si3N4陶瓷抗彎強度很高,耐磨性好,是綜合機械性能很好的陶瓷材料,同時其熱膨脹系數(shù)很小,因而被很多人認為是一種很有潛力的功率器件封裝基片材料。但是其制備工藝復雜,成本較高,熱導率偏低,主要適合應(yīng)用于強度要求較高但散熱要求不高的領(lǐng)域。而氮化鋁各方面性能同樣也非常,尤其是在電子封裝對熱導率的要求方面,氮化鋁優(yōu)勢巨大。不足的是,較高成本的原料和工藝使得氮化鋁陶瓷價格很高,這是制約氮化鋁基板發(fā)展的主要問題。但是隨著氮化鋁制備技術(shù)的不斷發(fā)展,其成本必定會有所降低,氮化鋁陶瓷基板在大功率LED領(lǐng)域大面積應(yīng)用指日可待。氮化鋁可用作鋁、銅、銀、鉛等金屬熔煉的坩堝和燒鑄模具材料。湖州納米氮化硼多少錢
環(huán)氧樹脂作為一種有著很好的化學性能和力學穩(wěn)定性的高分子材料,它固化方便,收縮率低。大連耐溫氮化硼多少錢
氮化鋁陶瓷的制備技術(shù):壓制成形的三個階段:一階段,主要是顆粒的滑動和重排,無論是一般的粉體或者造粒后的粉體,其填充于模具中的很初結(jié)構(gòu)中都含有和顆粒尺寸接近或稍小的空隙。第二階段,顆粒接觸點部位發(fā)生變形和破裂,當壓力超過顆粒料的表觀屈服應(yīng)力時,顆粒發(fā)生變形使得顆粒間空隙減小,隨著顆粒的變形,坯體體積很大空隙尺寸減少,塑性低的致密粒料對應(yīng)的屈服應(yīng)力大,達到相同致密度所需要更高的壓力。第三階段,坯體進一步密實與彈性壓縮,這一階段起始于高壓力階段,但密度提高幅度較小,此階段發(fā)生一定程度的彈性壓縮,這種彈性壓縮過大,則在脫模后會造成應(yīng)力開裂與分層。模壓成型的優(yōu)點是成型坯體尺寸準確、操作簡單、模壓坯體中粘結(jié)劑含量較少、干燥和燒成收縮較小,特別適用于制備形狀簡單、長徑比小的制品。但是,這種傳統(tǒng)的成型方法效率低,且制得的AlN陶瓷零部件的尺寸精度取決于所用模具的精度,而高精度模具的制備成本較高。大連耐溫氮化硼多少錢
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