氮化鋁粉體的制備工藝主要有直接氮化法和碳熱還原法,此外還有自蔓延合成法、高能球磨法、原位自反應(yīng)合成法、等離子化學(xué)合成法及化學(xué)氣相沉淀法等。直接氮化法:直接氮化法就是在高溫的氮?dú)鈿夥罩校X粉直接與氮?dú)饣仙傻X粉體,其化學(xué)反應(yīng)式為2Al(s)+N2(g)→2AlN(s),反應(yīng)溫度在800℃-1200℃。其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,成本較低,適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。其缺點(diǎn)是鋁粉表面有氮化物產(chǎn)生,導(dǎo)致氮?dú)獠荒軡B透,轉(zhuǎn)化率低;反應(yīng)速度快,反應(yīng)過(guò)程難以控制;反應(yīng)釋放出的熱量會(huì)導(dǎo)致粉體產(chǎn)生自燒結(jié)而形成團(tuán)聚,從而使得粉體顆粒粗化,后期需要球磨粉碎,會(huì)摻入雜質(zhì)。氮化鋁的電阻率較高,熱膨脹系數(shù)低,硬度高,化學(xué)穩(wěn)定性好但與一般絕緣體不同。上海納米氧化鋁品牌
氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的熱、電、力學(xué)性能,所以它的應(yīng)用范圍比較廣??梢灾瞥傻X陶瓷基片,熱導(dǎo)率高,膨脹系數(shù)低,強(qiáng)度高,耐高溫,耐化學(xué)腐蝕,電阻率高,介電耗損小,是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁陶瓷硬度高,超過(guò)氧化鋁陶瓷,也可用于磨損嚴(yán)重的部位。利用氮化鋁陶瓷耐熱耐熔體侵蝕和熱震性,可制作GaAs晶體坩堝、Al蒸發(fā)皿、磁流體發(fā)電裝置及高溫透平機(jī)耐蝕部件,利用其光學(xué)性能可作紅外線(xiàn)窗口。氮化鋁薄膜可制成高頻壓電元件、超大規(guī)模集成電路基片等。氮化鋁耐熱、耐熔融金屬的侵蝕,對(duì)酸穩(wěn)定,但在堿性溶液中易被侵蝕。氮化鋁新生表面暴露在濕空氣中會(huì)反應(yīng)生成極薄的氧化膜。利用此特性,可用作鋁、銅、銀、鉛等金屬熔煉的坩堝和燒鑄模具材料。氮化鋁陶瓷的金屬化性能較好,可替代有毒性的氧化鈹瓷在電子工業(yè)中較廣應(yīng)用。蘇州片狀氮化鋁粉體廠(chǎng)家直銷(xiāo)氮化鋁粉體的制備工藝:高溫自蔓延合成法:高溫自蔓延合成法是直接氮化法的衍生方法。
氮化鋁在陶瓷在常溫和高溫下都具有良好的耐蝕性、穩(wěn)定性,在2450℃下才會(huì)發(fā)生分解,可以用作高溫耐火材料,如坩堝、澆鑄模具。氮化鋁陶瓷能夠不被銅、鋁、銀等物質(zhì)潤(rùn)濕以及耐鋁、鐵、鋁合金的溶蝕,可以成為良好的容器和高溫保護(hù)層,如熱電偶保護(hù)管和燒結(jié)器具;也可以抵御高溫腐蝕性氣體的侵蝕,用于制備氮化鋁陶瓷靜電卡盤(pán)這種重要的半導(dǎo)體制造裝備的零部件。由于氮化鋁對(duì)砷化鎵等熔鹽表現(xiàn)穩(wěn)定,用氮化鋁坩堝代替玻璃來(lái)合成砷化鎵半導(dǎo)體,可以消除來(lái)自玻璃中硅的污染,獲得高純度的砷化鎵半導(dǎo)體。
氮化鋁化鋁陶瓷是以氮化鋁(AlN)為主晶相的陶瓷,氮化鋁晶體以四面體為結(jié)構(gòu)單元共價(jià)鍵化合物,具有纖鋅礦型結(jié)構(gòu),屬六方晶系。化學(xué)組成Al(65.81%)、N(34.19%),比重3.261g/cm3,白色或灰白色,單晶無(wú)色透明,常壓下的升華分解溫度為2450°C,為一種高溫耐熱材料。熱膨脹系數(shù)(4.0-6.0)*10-6/℃。多晶氮化鋁熱導(dǎo)率達(dá)260W/(m.k),比氧化鋁高5-8倍,所以耐熱沖擊好,能耐2200℃的高溫。此外,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。氮化鋁陶瓷有很多優(yōu)良特性,但是其難加工屬性限制了氮化鋁陶瓷的發(fā)揮。氮化鋁陶瓷用普通CNC不能很好的加工,主要是因?yàn)榈X陶瓷材料較硬,普通CNC不適合加工硬度過(guò)高的材料,并且機(jī)床內(nèi)部的精密零件也容易受到陶瓷粉末的侵蝕,加工氮化鋁陶瓷可以用鑫騰輝陶瓷CNC,剛性強(qiáng),防護(hù)等級(jí)高,專(zhuān)門(mén)加工氮化鋁陶瓷等特種陶瓷材料。在現(xiàn)有可作為基板材料使用的陶瓷材料中,氮化硅陶瓷抗彎強(qiáng)度很高,耐磨性好。
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(lèi)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。氮化鋁的應(yīng)用:應(yīng)用于襯底材料,AlN晶體是GaN、AlGaN以及AlN外延材料的理想襯底。單晶氮化硼品牌
氮化鋁陶瓷基片,熱導(dǎo)率高,膨脹系數(shù)低,強(qiáng)度高,耐高溫,耐化學(xué)腐蝕,電阻率高,介電損耗小。上海納米氧化鋁品牌
氮化鋁的應(yīng)用:應(yīng)用于陶瓷及耐火材料,氮化鋁可應(yīng)用于結(jié)構(gòu)陶瓷的燒結(jié),制備出來(lái)的氮化鋁陶瓷,不但機(jī)械性能好,抗折強(qiáng)度高于Al2O3和BeO陶瓷,硬度高,還耐高溫耐腐蝕。利用AlN陶瓷耐熱耐侵蝕性,可用于制作坩堝、Al蒸發(fā)皿等高溫耐蝕部件。此外,純凈的AlN陶瓷為無(wú)色透明晶體,具有優(yōu)異的光學(xué)性能,可以用作透明陶瓷制造電子光學(xué)器件裝備的高溫紅外窗口和整流罩的耐熱涂層。復(fù)合材料,環(huán)氧樹(shù)脂/AlN復(fù)合材料作為封裝材料,需要良好的導(dǎo)熱散熱能力,且這種要求愈發(fā)嚴(yán)苛。環(huán)氧樹(shù)脂作為一種有著很好的化學(xué)性能和力學(xué)穩(wěn)定性的高分子材料,它固化方便,收縮率低,但導(dǎo)熱能力不高。通過(guò)將導(dǎo)熱能力優(yōu)異的AlN納米顆粒添加到環(huán)氧樹(shù)脂中,可有效提高材料的熱導(dǎo)率和強(qiáng)度。上海納米氧化鋁品牌