氮化鋁陶瓷的注射成型:排膠工藝,由于注射成型坯體中有機(jī)物含量較高,排膠過快會造成坯體開裂、起泡、分層和變形,因此,如何快速高效排膠成為注射成型的一大難點(diǎn)。排膠工藝包括熱排膠和溶劑排膠。起初主要采用熱排膠,簡單地把有機(jī)物燒除,這種方式能耗高、時(shí)間長。為了提高排膠效率,一些學(xué)者探索了溶劑排膠的工藝。由于粘結(jié)劑中石蠟占比重較大,溶劑排膠主要是將坯體中的石蠟溶解,其他粘結(jié)劑仍能維持坯體形狀。溶劑排膠結(jié)合熱工藝排膠可以縮短排膠時(shí)間。注射成型的工藝特點(diǎn):可近凈尺寸成型各種復(fù)雜形狀,很少(或無需)進(jìn)行機(jī)械加工;成型產(chǎn)品生坯密度均勻,且表面光潔度及強(qiáng)度高;成型產(chǎn)品燒結(jié)體性能優(yōu)異且一致性好;易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化生產(chǎn),生產(chǎn)效率高。氮化鋁材料有陶瓷型和薄膜型兩種。金華單晶氮化鋁供應(yīng)商
氧雜質(zhì)對熱導(dǎo)率的影響:AIN極易發(fā)生水解和氧化,使氮化鋁表面發(fā)生氧化,導(dǎo)致氧固溶入AIN晶格中形成鋁空位缺陷,這樣就會導(dǎo)致聲子散射增加,平均自由程降低,熱導(dǎo)率也隨之降低。因此,為了提高熱導(dǎo)率,加入合適的燒結(jié)助劑來除去晶格中的氧雜質(zhì)是一種有效的辦法。氮化鋁陶瓷的燒結(jié)的關(guān)鍵控制要素:AlN是共價(jià)化合物,原子的自擴(kuò)散系數(shù)小,鍵能強(qiáng),導(dǎo)致很難燒結(jié)致密,其熔點(diǎn)高達(dá)3000℃以上,燒結(jié)溫度更是高達(dá)1900℃以上,如此高的燒結(jié)溫度嚴(yán)重制約了氮化鋁在工業(yè)上的實(shí)際應(yīng)用。此外,AlN表層的氧雜質(zhì)是在高溫下才開始向其晶格內(nèi)部擴(kuò)散的,因此低溫?zé)Y(jié)還有另外一個(gè)作用,即延緩燒結(jié)時(shí)表層的氧雜質(zhì)向AlN晶格內(nèi)部擴(kuò)散,減少晶格內(nèi)的氧雜質(zhì),因此制備高熱導(dǎo)率的AlN陶瓷材料,低溫?zé)Y(jié)技術(shù)的研究勢在必行。目前工業(yè)上,氮化鋁陶瓷的燒結(jié)有多種方式,可以根據(jù)實(shí)際需求,采取不同的燒結(jié)方法來獲得致密的陶瓷體,無論用什么燒結(jié)方式,細(xì)化氮化鋁原始粉料以及添加適宜的低溫?zé)Y(jié)助劑能夠有效降低氮化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度。蘇州單晶氧化鋁哪家好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)波的探測器。
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這種重要的半導(dǎo)體制造裝備的零部件。由于氮化鋁對砷化鎵等熔鹽表現(xiàn)穩(wěn)定,用氮化鋁坩堝代替玻璃來合成砷化鎵半導(dǎo)體,可以消除來自玻璃中硅的污染,獲得高純度的砷化鎵半導(dǎo)體。氮化鋁的熱導(dǎo)率主要由晶體缺陷和聲子自身對聲子散射控制。
高電阻率、高熱導(dǎo)率和低介電常數(shù)是電子封裝用基片材料的很基本要求。封裝用基片還應(yīng)與硅片具有良好的熱匹配、易成型、高表面平整度、易金屬化、易加工、低成本等特點(diǎn)和一定的力學(xué)性能。陶瓷由于具有絕緣性能好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、熱導(dǎo)率高、高頻特性好等優(yōu)點(diǎn),成為很常用的基片材料。常用的陶瓷基片材料有氧化鈹、氧化鋁、氮化鋁等,其中氧化鋁陶瓷基板的熱導(dǎo)率低,熱膨脹系數(shù)和硅不太匹配;氧化鈹雖然有優(yōu)良的性能,但其粉末有劇毒;而氮化鋁陶瓷具有高熱導(dǎo)率、好的抗熱沖擊性、高溫下依然擁有良好的力學(xué)性能,被認(rèn)為是很理想的基板材料。氮化鋁陶瓷擁有高硬度和高溫強(qiáng)度性能,可用作切割工具、砂輪和拉絲模以及制造工具材料、金屬陶瓷材料的原料。還具有優(yōu)良的耐磨損性能,可用作耐磨損零件,但由于造價(jià)高,只能用于磨損嚴(yán)重的部位。將某些易氧化的金屬或非金屬表面包覆AlN涂層,可以提高其抗氧化、耐磨的性能;也可以用作防腐蝕涂層,如腐蝕性物質(zhì)的處理器和容器的襯里等。結(jié)晶氮化鋁溶于水、無水乙醇、,微溶于鹽酸,其水溶液呈酸性。上海納米氮化鋁粉體價(jià)格
氮化鋁不但機(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。金華單晶氮化鋁供應(yīng)商
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)為是新一代高集成度半導(dǎo)體基片和電子器件的理想封裝材料。另外,氮化鋁陶瓷可用作熔煉有色金屬和半導(dǎo)體材料砷化鎵的坩堝、蒸發(fā)舟、熱電偶的保護(hù)管、高溫絕緣件,同時(shí)可作為耐高溫耐腐蝕結(jié)構(gòu)陶瓷、透明氮化鋁陶瓷制品,因而成為一種具有較廣應(yīng)用前景的無機(jī)材料。陶瓷的透明度,一般指能讓一定的電磁頻率范圍內(nèi)的電磁波通過,如紅外頻譜區(qū)域中的電磁波若能穿透陶瓷片,則該陶瓷片為紅外透明陶瓷。純凈的AlN陶瓷為無色透明晶體,具有優(yōu)異的光學(xué)性能,可以用作制造電子光學(xué)器件裝備的高溫紅外窗口和整流罩的耐熱涂層。因此,氮化鋁陶瓷在方面具有很好的應(yīng)用。金華單晶氮化鋁供應(yīng)商