氮化鋁是共價(jià)鍵化合物,屬于六方晶系,纖鋅礦型的晶體結(jié)構(gòu),呈白色或灰白色。室溫強(qiáng)度高,且強(qiáng)度隨溫度的升高下降較慢。氮化鋁導(dǎo)熱性好,熱膨脹系數(shù)小,是良好的耐熱沖擊材料。具有優(yōu)異的抗熱震性。AlN的導(dǎo)熱率是Al2O3的2~3倍,熱壓時(shí)強(qiáng)度比Al2O3還高。氮化鋁對(duì)Al和其他熔融金屬、砷化鎵等具有良好的耐蝕性,尤其對(duì)熔融Al液具有極好的耐侵蝕性,還具有優(yōu)良的電絕緣性和介電性質(zhì)。但氮化鋁的高溫抗氧化性差,在大氣中易吸潮、水解,和濕空氣、水或含水液體接觸產(chǎn)生熱和氮并迅速分解。在2516℃分解,熱硬度很高,即使在分解溫度前也不軟化變形。氮化鋁和水在室溫下也能緩慢地進(jìn)行反應(yīng),而被水解。和干燥氧氣在800℃以上進(jìn)行反應(yīng)。氮化鋁是一種很有前途的高功率集成電路基片和包裝材料。湖州多孔氧化鋁生產(chǎn)商
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?,鋁粉直接與氮?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)。絕緣氮化硼廠家直銷(xiāo)由于鋁和氮的原子序數(shù)小,氮化鋁本身具有很高的熱導(dǎo)率。
AlN陶瓷金屬化的方法主要有:化學(xué)鍍金屬化法是在沒(méi)有外電流通過(guò)的情況下,利用還原劑將溶液中的金屬離子還原在呈催化活性的物體表面上,在物體表面形成金屬鍍層?;瘜W(xué)鍍法金屬化的結(jié)合強(qiáng)度很大程度上依賴(lài)于基體表面的粗糙度,在一定范圍內(nèi),基體表面的粗糙度越大,結(jié)合強(qiáng)度越高;另一方面,化學(xué)鍍金屬化法的附著性不佳,且金屬圖形的制備仍需圖形化工藝實(shí)現(xiàn)。激光金屬化法利用激光的熱效應(yīng)使AlN表面發(fā)生熱分解,直接生成金屬導(dǎo)電層。激光照射到AlN陶瓷表面后,陶瓷表面吸收激光的能量,表面溫度上升。當(dāng)AlN表面溫度達(dá)到熱分解溫度時(shí),AlN表面就會(huì)發(fā)生熱分解,析出金屬鋁。具有成本低、效率高、設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了較廣的應(yīng)用。但是,激光金屬化也同樣面臨著許多問(wèn)題,如:金屬化層表面生成團(tuán)聚物并呈多孔性,金屬化層的附著性差和金屬厚度不均等。
氮化鋁陶瓷基片(AlN)是新型功能電子陶瓷材料,是以氮化鋁粉作為原料,采用流延工藝,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而制成的陶瓷基片。氮化鋁陶瓷基板具有氮化鋁材料的各種優(yōu)異特性,符合封裝電子基片應(yīng)具備的性質(zhì),能高效地散除大型集成電路的熱量,是高密度,大功率,多芯片組件等半導(dǎo)體器件和大功率,高亮度的LED基板及封裝材料的關(guān)鍵材料,被認(rèn)為是很理想的基板材料。較廣應(yīng)用于功率晶體管模塊基板、激光二極管安裝基板、半導(dǎo)體制冷器件、大功率集成電路,以及作為高導(dǎo)熱基板材料在IC封裝中使用。純凈的AlN陶瓷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。
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。氮化鋁陶瓷作為耐火材料應(yīng)用于純鐵、鋁以及鋁合金的熔煉。廣州絕緣氮化硼廠家直銷(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。湖州多孔氧化鋁生產(chǎn)商
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。湖州多孔氧化鋁生產(chǎn)商
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