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。與藍(lán)寶石或SiC襯底相比,AlN與GaN熱匹配和化學(xué)兼容性更高、襯底與外延層之間的應(yīng)力更小。因此,AlN晶體作為GaN外延襯底時(shí)可大幅度降低器件中的缺陷密度,提高器件的性能,在制備高溫、高頻、高功率電子器件方面有很好的應(yīng)用前景。另外,用AlN晶體做高鋁(Al)組份的AlGaN外延材料襯底還可以有效降低氮化物外延層中的缺陷密度,極大地提高氮化物半導(dǎo)體器件的性能和使用壽命?;贏lGaN的高質(zhì)量日盲探測(cè)器已經(jīng)獲得成功應(yīng)用。氮化鋁膜是指用氣相沉積、液相沉積、表面轉(zhuǎn)化或其它表面技術(shù)制備的氮化鋁覆蓋層。衢州絕緣氧化鋁廠家直銷
氮化鋁陶瓷的注凝成型:該工藝的基本原理是在黏度低、固相含量高的料漿中加入有機(jī)單體,在催化劑和引發(fā)劑的作用下,使料漿中的有機(jī)單體交聯(lián)聚合形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使料漿原位固化成型,然后再進(jìn)行脫模、干燥、去除有機(jī)物、燒結(jié),即可得到所需的陶瓷零件。注凝成型的工藝特點(diǎn):坯體強(qiáng)度高、坯體整體均勻性好、可做近凈尺寸成型、適于制備復(fù)雜形狀陶瓷部件和工業(yè)化推廣、無(wú)排膠困難、成本低等。目前流延成型和注射成型在制備氮化鋁陶瓷方面具有一定優(yōu)勢(shì),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)環(huán)境污染的重視,凝膠流延成型和注凝成型必然會(huì)取代上述兩種方法,成為氮化鋁陶瓷的主要生產(chǎn)方法,從而促進(jìn)氮化鋁陶瓷的推廣與應(yīng)用。天津納米氮化鋁供應(yīng)商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(jìn)氮化鋁陶瓷的推廣與應(yīng)用。
氮化鋁粉體的合成方法:直接氮化法:在高溫氮?dú)夥諊?,鋁粉直接與氮?dú)饣仙a(chǎn)氮化鋁粉末,反應(yīng)溫度一般在800℃~1200℃。反應(yīng)式為:2Al+N2→2AlN。該方法的缺點(diǎn)很明顯,在反應(yīng)初期,鋁粉顆粒表面會(huì)逐漸生成氮化物膜,使氮?dú)怆y以進(jìn)一步滲透,阻礙氮?dú)夥磻?yīng),致使產(chǎn)率較低;又由于鋁和氮?dú)庵g的反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng),速度很快,造成AlN粉體自燒結(jié),形成團(tuán)聚,使得粉體顆粒粗化。碳熱還原法:將氧化鋁粉末和碳粉的混合粉末在高溫下(1400℃~1800℃)的流動(dòng)氮?dú)庵邪l(fā)生還原氮化反應(yīng)生成AlN粉末。其反應(yīng)式為:Al2O3+3C+N2→2AlN+3CO。該方法的主要難點(diǎn)在于,對(duì)氧化鋁和碳的原料要求比較高,原料難以混合均勻,氮化溫度較高,合成時(shí)間較長(zhǎng),而且還需對(duì)過(guò)量的碳進(jìn)行除碳處理,工藝復(fù)雜,制備成本較高。
氮化鋁陶瓷是一種綜合性能優(yōu)良的新型陶瓷材料,具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性、可靠的電絕緣性、低的介電常數(shù)和介電損耗、無(wú)毒以及與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)等一系列優(yōu)良特性,被認(rèn)為是新一代高集程度半導(dǎo)體基片和電子器件封裝的理想材料,受到了國(guó)內(nèi)外研究者的較廣重視。理論上,氮化鋁的熱導(dǎo)率接近于氧化鈹?shù)臒釋?dǎo)率,但由于氧化鈹有劇毒,在工業(yè)生產(chǎn)中逐漸被停止使用。與其它幾種陶瓷材料相比較,氮化鋁陶瓷綜合性能優(yōu)良,非常適用于半導(dǎo)體基片和結(jié)構(gòu)封裝材料,在電子工業(yè)中的應(yīng)用潛力非常巨大。另外,氮化鋁還耐高溫,耐腐蝕,不為多種熔融金屬和融鹽所浸潤(rùn),因此,可用作高級(jí)耐火材料和坩堝材料,也可用作防腐蝕涂層,如腐蝕性物質(zhì)的容器和處理器的里襯等。氮化鋁粉末還可作為添加劑加入各種金屬或非金屬中來(lái)改善這些材料的性能。高純度的氮化鋁陶瓷呈透明狀,可用作電子光學(xué)器件。氮化鋁還具有優(yōu)良的耐磨耗性能,可用作研磨材料和耐磨損零件。高溫自蔓延合成法的本質(zhì)與鋁粉直接氮化法相同,但該法不需要在高溫下對(duì)Al粉進(jìn)行氮化。
氮化鋁的特性:熱導(dǎo)率高(約320W/m·K),接近BeO和SiC,是Al2O3的5倍以上;熱膨脹系數(shù)(4.5×10-6℃)與Si(3.5~4×10-6℃)和GaAs(6×10-6℃)匹配;各種電性能(介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、體電阻率、介電強(qiáng)度)優(yōu)良;機(jī)械性能好,抗折強(qiáng)度高于Al2O3和BeO陶瓷,可以常壓燒結(jié);純度高;光傳輸特性好;無(wú)毒;可采用流延工藝制作。是一種很有前途的高功率集成電路基片和包裝材料。由于氮化鋁壓電效應(yīng)的特性,氮化鋁晶體的外延性伸展也用於表面聲學(xué)波的探測(cè)器。而探測(cè)器則會(huì)放置於矽晶圓上。只有非常少的地方能可靠地制造這些細(xì)的薄膜。利用氮化鋁陶瓷具有較高的室溫和高溫強(qiáng)度,膨脹系數(shù)小,導(dǎo)熱性好的特性,可以用作高溫結(jié)構(gòu)件熱交換器材料等。利用氮化鋁陶瓷能耐鐵、鋁等金屬和合金的溶蝕性能,可用作Al、Cu、Ag、Pb等金屬熔煉的坩堝和澆鑄模具材料。環(huán)氧樹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。寧波多孔氮化硼供應(yīng)商
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。衢州絕緣氧化鋁廠家直銷
流延成型的體系,有機(jī)流延體系和水基流延體系。有機(jī)流延體系所用到的添加劑的成分均有毒,對(duì)綠色生產(chǎn)提出了很大的挑戰(zhàn)。近年來(lái),研究者一直致力于尋找添加劑毒性小的流延成型方法。郭堅(jiān)等以無(wú)水乙醇和異丙醇為混合溶劑,利用流延成型制備AlN生坯,燒結(jié)后得到AlN陶瓷的熱導(dǎo)率為178 W/(m·K)。水基流延體系因?yàn)槠渚G色環(huán)保等特點(diǎn),成為流延成型發(fā)展趨勢(shì)。但其在成型后需要對(duì)陶瓷生坯進(jìn)行干燥,目前干燥技術(shù)還有待進(jìn)一步完善。相對(duì)而言,流延成型的生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量高,但此種方法存在的局限性是只能成型簡(jiǎn)單外形的陶瓷生坯,無(wú)法滿足復(fù)雜外形的陶瓷生坯成型要求。近年來(lái),隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,大規(guī)模集成電路和大功率微波器件對(duì)高尺寸精度的異形封裝和散熱器件的需求正在每年成倍增加,因而需要越來(lái)越多的微型、復(fù)雜形狀高導(dǎo)熱AlN陶瓷零部件,但是傳統(tǒng)的加工方法很難制備出形狀和尺寸精度滿足需要的零部件。于是,另一種成型方法——粉末注射成型獲得越來(lái)越多的關(guān)注。衢州絕緣氧化鋁廠家直銷