氮化鋁陶瓷室溫比較強(qiáng)度高,且不易受溫度變化影響,同時(shí)具有比較高的熱導(dǎo)系數(shù)和比較低的熱膨脹系數(shù),是一種優(yōu)良的耐熱沖材料及熱交換材料,作為熱交換材料,可望應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)的熱交換器上。由于氮化鋁具有與鋁、鈣等金屬不潤(rùn)濕等特性,所以可以用其作坩堝、保護(hù)管、澆注模具等。將氮化鋁陶瓷作為金屬熔池可以用在浸入式熱電偶保護(hù)管中,由于它不粘附熔融金屬,在800~1000℃的熔池中可以連續(xù)使用大約3000個(gè)小時(shí)以上并且不會(huì)被侵蝕破壞。此外,由于氮化鋁材料對(duì)熔鹽砷化鎵等材料性能穩(wěn)定,那么將坩堝替代玻璃進(jìn)行砷化鎵半導(dǎo)體的合成,能夠完全消除硅的污染而得到高純度的砷化鎵。氮化鋁是一種以共價(jià)鍵相連的物質(zhì),它有六角晶體結(jié)構(gòu),與硫化鋅、纖維鋅礦同形。寧波微米氮化鋁廠家
高導(dǎo)熱氮化鋁基片的燒結(jié)工藝重點(diǎn)包括燒結(jié)方式、燒結(jié)助劑的添加、燒結(jié)氣氛的控制等。放電等離子燒結(jié)是20世紀(jì)90年代發(fā)展并成熟的一種燒結(jié)技術(shù),它利用脈沖大電流直接施加于模具和樣品上,產(chǎn)生體加熱使被燒結(jié)樣品快速升溫;同時(shí),脈沖電流引起顆粒間的放電效應(yīng),可凈化顆粒表面,實(shí)現(xiàn)快速燒結(jié),有效地抑制顆粒長(zhǎng)大。使用SPS技術(shù)能夠在較低溫度下進(jìn)行燒結(jié),且升溫速度快,燒結(jié)時(shí)間短。微波燒結(jié)是利用特殊頻段的電磁波與介質(zhì)的相互耦合產(chǎn)生介電損耗,使坯體整體加熱的燒結(jié)方法。微波同時(shí)提高了粉末顆粒活性,加速物質(zhì)的傳遞。微波燒結(jié)也是一種快速燒結(jié)法,同樣可保證樣品安全衛(wèi)生無污染。雖然機(jī)理與放電等離子體燒結(jié)有所不同,但是兩者都能實(shí)現(xiàn)整體加熱,才能極大地縮短燒結(jié)周期,所得陶瓷晶體細(xì)小均勻。深圳耐溫氮化硼銷售公司氮化鋁陶瓷是以氮化鋁(AIN)為主晶相的陶瓷。
氮化鋁粉體的制備工藝:原位自反應(yīng)合成法:原位自反應(yīng)合成法的原理與直接氮化法的原理基本類同,以鋁及其它金屬形成的合金為原料,合金中其它金屬先在高溫下熔出,與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)生成金屬氮化物,繼而金屬Al取代氮化物的金屬,生產(chǎn)AlN。其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、原料豐富、反應(yīng)溫度低,合成粉體的氧雜質(zhì)含量低。其缺點(diǎn)是金屬雜質(zhì)難以分離,導(dǎo)致其絕緣性能較低。等離子化學(xué)合成法:等離子化學(xué)合成法是使用直流電弧等離子發(fā)生器或高頻等離子發(fā)生器,將Al粉輸送到等離子火焰區(qū)內(nèi),在火焰高溫區(qū)內(nèi),粉末立即融化揮發(fā),與氮離子迅速化合而成為AlN粉體。其優(yōu)點(diǎn)是團(tuán)聚少、粒徑小。其缺點(diǎn)是該方法為非定態(tài)反應(yīng),只能小批量處理,難于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),且其氧含量高、所需設(shè)備復(fù)雜和反應(yīng)不完全。
氮化鋁選用高純度且為微粉的“氮化鋁粉末”,一般而言氧質(zhì)量含量在1.2%以下,碳質(zhì)量含量為0.04%以下,F(xiàn)e含量為30ppm以下,Si含量為60ppm以下。氮化鋁粉體的很大粒徑很好控制在20μm以下的氮化鋁粉末。此處,“氧”基本上屬于雜質(zhì),但有防止過分煅燒的作用,因此為了防止煅燒導(dǎo)致的煅燒體強(qiáng)度下降優(yōu)先選用氧質(zhì)量含量在0.7%以上的氮化鋁粉末。此外,在原料中常含有“煅燒助劑”,大多使用稀土金屬化合物、堿土金屬化合物、過渡金屬化合物等。例如可選用氧化釔或氧化鋁等,這些煅燒助劑與氮化鋁粉體形成復(fù)合的氧化物液相,該液相帶來煅燒體的高密度化,同時(shí),提取氮化鋁晶粒中屬于雜質(zhì)的氧,以結(jié)晶晶界的氧化物進(jìn)行偏析,從而使氮化鋁基板的導(dǎo)熱率提高。氮化鋁陶瓷基片是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。
目前AlN基片較常用的燒結(jié)工藝一般有5種,即熱壓燒結(jié)、無壓燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)(SPS)、微波燒結(jié)和自蔓延燒結(jié)。熱壓燒結(jié)是在加熱粉體的同時(shí)進(jìn)行加壓,利用通電產(chǎn)生的焦耳熱和加壓造成的塑性變形來促進(jìn)燒結(jié)過程的進(jìn)行。相對(duì)于無壓燒結(jié)來說,熱壓燒結(jié)的燒結(jié)溫度要低得多,而且燒結(jié)體致密,氣孔率低,但其加熱、冷卻所需時(shí)間較長(zhǎng),且只能制備形狀不太復(fù)雜的樣品。熱壓燒結(jié)是目前制備高熱導(dǎo)率致密化AlN陶瓷的主要工藝。由于AlN具有很強(qiáng)的共價(jià)性,故其在常壓燒結(jié)時(shí)需要的燒結(jié)溫度很高。在常壓燒結(jié)條件下,添加了Y2O3的AlN粉能產(chǎn)生液相燒結(jié)的溫度為1600℃以上,且燒結(jié)溫度要受AlN粒度、添加劑種類及添加劑的含量等因素的影響。常壓燒結(jié)的燒結(jié)溫度一般為1600~2000℃,保溫時(shí)間為2h。氮化鋁硬度高,超過傳統(tǒng)氧化鋁,是新型的耐磨陶瓷材料。麗水球形氮化硼哪家好
氮化鋁具有不受鋁液和其它熔融金屬及砷化鎵侵蝕的特性,特別是對(duì)熔融鋁液具有極好的耐侵蝕性。寧波微米氮化鋁廠家
喂料體系的流變性能對(duì)注射成形起著至關(guān)重要的作用,優(yōu)良的喂料體系應(yīng)該具備低粘度、度和良好的溫度穩(wěn)定性。在成型工藝工程中,既要使喂料具有良好的流動(dòng)性,能完好地填充模具,同時(shí)也應(yīng)有合適的粘度,避免兩相分離,溫度過高則容易引起粘結(jié)劑的分解,分解出的氣體易造成坯體內(nèi)部氣孔;溫度過低則粘度過高,喂料流動(dòng)性差,造成充模不完全。注射壓力也對(duì)生坯質(zhì)量有較大影響,壓力過低則不能完全排空模具型腔內(nèi)的氣體,造成注射不飽滿,壓力過高則造成生坯應(yīng)力較大,不易脫模以及脫模后應(yīng)力的釋放造成坯體的變形及開裂。注射速度也對(duì)坯體質(zhì)量有較大影響,較低則喂料填充模具過慢,填充過程中冷卻后流動(dòng)性降低,不能完整填充模具,注射速度過高則容易造成噴射及兩相分離,造成零件表面流紋痕。綜上所述,應(yīng)綜合考慮并選擇適合的注射參數(shù),制備出完好的氮化鋁陶瓷生坯。寧波微米氮化鋁廠家