湖州微米氮化鋁粉體

來源: 發(fā)布時間:2024-03-30

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氣氣氛中,鋁粉直接與氮氣化合生成氮化鋁粉體,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)點是工藝簡單,成本較低,適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。其缺點是鋁粉表面有氮化物產(chǎn)生,導(dǎo)致氮氣不能滲透,轉(zhuǎn)化率低;反應(yīng)速度快,反應(yīng)過程難以控制;反應(yīng)釋放出的熱量會導(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,會摻入雜質(zhì)。AIN晶體以〔AIN4〕四面體為結(jié)構(gòu)單元共價鍵化合物,具有纖鋅礦型結(jié)構(gòu),屬六方晶系。湖州微米氮化鋁粉體

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氮化鋁陶瓷的制備技術(shù):壓制成形的三個階段:一階段,主要是顆粒的滑動和重排,無論是一般的粉體或者造粒后的粉體,其填充于模具中的很初結(jié)構(gòu)中都含有和顆粒尺寸接近或稍小的空隙。第二階段,顆粒接觸點部位發(fā)生變形和破裂,當(dāng)壓力超過顆粒料的表觀屈服應(yīng)力時,顆粒發(fā)生變形使得顆粒間空隙減小,隨著顆粒的變形,坯體體積很大空隙尺寸減少,塑性低的致密粒料對應(yīng)的屈服應(yīng)力大,達(dá)到相同致密度所需要更高的壓力。第三階段,坯體進(jìn)一步密實與彈性壓縮,這一階段起始于高壓力階段,但密度提高幅度較小,此階段發(fā)生一定程度的彈性壓縮,這種彈性壓縮過大,則在脫模后會造成應(yīng)力開裂與分層。模壓成型的優(yōu)點是成型坯體尺寸準(zhǔn)確、操作簡單、模壓坯體中粘結(jié)劑含量較少、干燥和燒成收縮較小,特別適用于制備形狀簡單、長徑比小的制品。但是,這種傳統(tǒng)的成型方法效率低,且制得的AlN陶瓷零部件的尺寸精度取決于所用模具的精度,而高精度模具的制備成本較高。麗水微米氮化硼價格氮化鋁薄膜用于薄膜器件的介質(zhì)和耐磨、耐熱、散熱好的鍍層。

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活性金屬釬焊法是在普通釬料中加入一些化學(xué)性質(zhì)較為活潑的過渡元素如:Ti、Zr、Al、Nb、V等。一定溫度下,這些活潑元素會與陶瓷基板在界面處發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成反應(yīng)過渡層,如圖7所示。反應(yīng)過渡層的主要產(chǎn)物是一些金屬間化合物,并具有與金屬相同的結(jié)構(gòu),因此可以被熔化的金屬潤濕。共燒法是通過絲網(wǎng)印刷工藝在AlN陶瓷生片表面涂刷一層難熔金屬(Mo、W等)的厚膜漿料,一起脫脂燒成,使導(dǎo)電金屬與AlN陶瓷燒成為一體結(jié)構(gòu)。共燒法根據(jù)燒結(jié)溫度的高低可分為低溫共燒(LTCC)和高溫共燒(HTCC)兩種方式,低溫共燒基板的燒結(jié)溫度一般為800-900℃,而高溫共燒基板的燒結(jié)溫度為1600-1900℃。燒結(jié)后,為了便于芯片引線鍵合及焊接,還需在金屬陶瓷復(fù)合體的金屬位置鍍上一層Sn或Ni等熔點較低的金屬。

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。基于AlGaN的高質(zhì)量日盲探測器已經(jīng)獲得成功應(yīng)用。由于氮化鋁的聲表面波速度高,具有壓電性,可用作聲表面波器件。

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AIN的作用:關(guān)于密集六角結(jié)構(gòu)的A1N(a=0.3104,C=0.4965nm)與硅鐵母相的析出方位關(guān)系。在2000個約1微米左右的針狀A(yù)1N中,對用電子射線可明確分析的單晶中122個、冷軋后155個試樣進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果是,觀察到大半的針狀A(yù)IN似乎沿{100}Fe及{120}Fe為慣析面析出,但實際上,A1N與硅鐵母相之間具有一定關(guān)系。關(guān)于晶界通過一個析出物時,其對移動的抑制力,如按Zener公式,一直用取決于形狀、尺寸、體積比等因子的機(jī)械抑制力IR來進(jìn)行討論。從母相晶體與AIN之問的特殊析出位向關(guān)系出發(fā),產(chǎn)生了新的抑制效果,在此,稱之為選擇抑制力。AIN對母相晶體之所以具有特定的析出位向關(guān)系,是因為其析出方位穩(wěn)定的原因。氮化鋁耐熱、耐熔融金屬的侵蝕,對酸穩(wěn)定,但在堿性溶液中易被侵蝕。成都絕緣氮化鋁廠家直銷

制備氮化鋁粉末一般都需要較高的溫度,從而導(dǎo)致生產(chǎn)制備過程中的能耗較高,同時存在安全風(fēng)險。湖州微米氮化鋁粉體

燒結(jié)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(jié)溫度下陶瓷粉末顆粒相互鍵聯(lián),晶粒長大,晶界和坯體內(nèi)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(qiáng)度的多晶燒結(jié)體。氮化鋁作為共價鍵化合物,難以進(jìn)行固相燒結(jié)。通常采用液相燒結(jié)機(jī)制,即向氮化鋁原料粉末中加入能夠生成液相的燒結(jié)助劑,并通過溶解產(chǎn)生液相,促進(jìn)燒結(jié)。AlN燒結(jié)動力:粉末的比表面能、晶格缺陷、固液相之間的毛細(xì)力等。要制備高熱導(dǎo)率的AlN陶瓷,在燒結(jié)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?zé)Y(jié)時,要盡量避免氧原子溶入的晶格中。



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