燒結是指陶瓷粉體經(jīng)壓力壓制后形成的素坯在高溫下的致密化過程,在燒結溫度下陶瓷粉末顆粒相互鍵聯(lián),晶粒長大,晶界和坯體內空隙逐漸減少,坯體體積收縮,致密度增大,直至形成具有一定強度的多晶燒結體。氮化鋁作為共價鍵化合物,難以進行固相燒結。通常采用液相燒結機制,即向氮化鋁原料粉末中加入能夠生成液相的燒結助劑,并通過溶解產(chǎn)生液相,促進燒結。AlN燒結動力:粉末的比表面能、晶格缺陷、固液相之間的毛細力等。要制備高熱導率的AlN陶瓷,在燒結工藝中必須解決兩個問題:是要提高材料的致密度,第二是在高溫燒結時,要盡量避免氧原子溶入的晶格中。結晶氮化鋁易潮解,在濕空氣中水解生成氯化氫白色煙霧。紹興納米氧化鋁價格
氮化鋁(AlN)綜合性能相當優(yōu)良,是當前具有高熱傳導性和出色的電絕緣特性這一有趣組合的先進陶瓷材料,這樣得天獨厚的優(yōu)點使得業(yè)界對它的應用潛力十分看好。盡管氮化鋁是當前材料科學界很炙手可熱的材料之一,但其發(fā)展其實并不順遂。盡管在1877年就已合成,但隨后的100多年間其實都沒什么實際應用,直到20世紀50年代,人們才成功制得氮化鋁陶瓷,并作為耐火材料應用于純鐵、鋁以及鋁合金的熔煉。要發(fā)展氮化鋁陶瓷,選對方向很關鍵。目前氮化鋁陶瓷的制備工藝日趨成熟,應用范圍也在不斷擴大,尤其是進入21世紀后,人們對微電子技術的重視又為氮化鋁材料的發(fā)展增添了不少籌碼。寧波多孔氮化鋁粉體廠家結晶氮化鋁:無色斜方品系結晶工業(yè)品為淡黃色或深黃色結晶。
氧雜質對熱導率的影響:AIN極易發(fā)生水解和氧化,使氮化鋁表面發(fā)生氧化,導致氧固溶入AIN晶格中形成鋁空位缺陷,這樣就會導致聲子散射增加,平均自由程降低,熱導率也隨之降低。因此,為了提高熱導率,加入合適的燒結助劑來除去晶格中的氧雜質是一種有效的辦法。氮化鋁陶瓷的燒結的關鍵控制要素:AlN是共價化合物,原子的自擴散系數(shù)小,鍵能強,導致很難燒結致密,其熔點高達3000℃以上,燒結溫度更是高達1900℃以上,如此高的燒結溫度嚴重制約了氮化鋁在工業(yè)上的實際應用。此外,AlN表層的氧雜質是在高溫下才開始向其晶格內部擴散的,因此低溫燒結還有另外一個作用,即延緩燒結時表層的氧雜質向AlN晶格內部擴散,減少晶格內的氧雜質,因此制備高熱導率的AlN陶瓷材料,低溫燒結技術的研究勢在必行。目前工業(yè)上,氮化鋁陶瓷的燒結有多種方式,可以根據(jù)實際需求,采取不同的燒結方法來獲得致密的陶瓷體,無論用什么燒結方式,細化氮化鋁原始粉料以及添加適宜的低溫燒結助劑能夠有效降低氮化鋁陶瓷的燒結溫度。
影響氮化鋁陶瓷熱導率的因素:致密度:根據(jù)氮化鋁的熱傳導性能,低致密度的樣品存在的大量氣孔,會影響聲子的散射,降低其平均自由程,進而降低氮化鋁陶瓷的熱導率。同時,低致密度的樣品其機械性能也可能達不到相關應用要求。因此,高致密度是氮化鋁陶瓷具有高熱導率的前提。顯微結構:氮化鋁陶瓷的顯微組織結構與其熱力學性能有著一一對應,顯微結構包括晶粒尺寸、形貌和晶界第二相的含量及分布等。實際的氮化鋁陶瓷為多相組成的多晶體,它主要由氮化鋁晶相、鋁酸鹽第二相(晶界相)以及氣孔等缺陷組成。除了對氮化鋁的晶格缺陷進行研究外,許多人還對氮化鋁的晶粒、晶界形貌、晶界相的組成、性質、含量、分布、以及它們與熱導率的關系進行了較廣研究,一般認為鋁酸鹽第二相的分布對熱導率的影響很為重要。氮化鋁是一種以共價鍵相連的物質,它有六角晶體結構,與硫化鋅、纖維鋅礦同形。
氮化鋁陶瓷是以氮化鋁(AIN)為主晶相的陶瓷。AIN晶體以〔AIN4〕四面體為結構單元共價鍵化合物,具有纖鋅礦型結構,屬六方晶系?;瘜W組成 AI 65.81%,N 34.19%,比重3.261g/cm3,白色或灰白色,單晶無色透明,常壓下的升華分解溫度為2450℃。為一種高溫耐熱材料。熱膨脹系數(shù)(4.0-6.0)X10-6/℃。多晶AIN熱導率達260W/(m.k),比氧化鋁高5-8倍,所以耐熱沖擊好,能耐2200℃的極熱。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,特別是對熔融鋁液具有極好的耐侵蝕性。性能指標:各種電性能(介電常數(shù)、介質損耗、體電阻率、介電強度)優(yōu)良;機械性能好,抗折強度高于Al2O3和BeO陶瓷,可以常壓燒結;光傳輸特性好;無毒。粘結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。天津耐溫氮化鋁粉體供應商
若能以較低的成本制備出氮化鋁粉末,將會提高其商品化程度。紹興納米氧化鋁價格
氮化鋁具有高熱導率、良好的電絕緣性、低介電常數(shù)、無毒等性能,應用前景十分廣闊,特別是隨著大功率和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展,集成電路和基片間散熱的重要性也越來越明顯。因此,基片必須要具有高的導熱率和電阻率。為滿足這一要求,國內外研究學者開發(fā)出了一系列高性能的陶瓷基片材料,其中主要包括:Al2O3、BeO、AlN、BN、Si3N4、SiC,其中氮化鋁是綜合性能很優(yōu)良的新型先進陶瓷材料,被認為是新一代高集成度半導體基片和電子器件的理想封裝材料。燒結過程是氮化鋁陶瓷制備的一個重要階段,直接影響陶瓷的顯微結構如晶粒尺寸與分布、氣孔率和晶界體積分數(shù)等。因此燒結技術成為制備高質量氮化鋁陶瓷的關鍵技術。氮化鋁陶瓷常用的燒結技術有無壓燒結、熱壓燒結、放電等離子燒結、微波燒結等。紹興納米氧化鋁價格
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