薄膜法是通過真空鍍膜技術(shù)在AlN基板表面實現(xiàn)金屬化,。通常采用的真空鍍膜技術(shù)有離子鍍、真空蒸鍍,、濺射鍍膜等,。但金屬和陶瓷是兩種物理化學(xué)性質(zhì)完全不同的材料,直接在陶瓷基板表面進(jìn)行金屬化得到的金屬化層的附著力不高,,并且陶瓷基板與金屬的熱膨脹系數(shù)不匹配,在工作時會受到較大的熱應(yīng)力,。為了提高金屬化層的附著力和減小陶瓷與金屬的熱應(yīng)力,,陶瓷基板一般采用多層金屬結(jié)構(gòu)。直接覆銅法(DBC)是一種基于陶瓷基板發(fā)展起來的陶瓷表面金屬化方法,,基本原理是:在弱氧化環(huán)境中,,與陶瓷表面連接的金屬銅表面會被氧化形成一層Cu[O]共晶液相,該液相對互相接觸的金屬銅和陶瓷基板表面都具有良好潤濕效果,并在界面處形成CuAlO2等化合物使金屬銅能夠牢固的敖接在陶瓷表面,,實現(xiàn)陶瓷表面的金屬化,。而AlN基板具有較強的共價鍵,金屬銅直接覆著在其表面的附著力不高,,因此必須進(jìn)行預(yù)處理來改善其與Cu的附著力,。一般先對其表面進(jìn)行氧化,生成一層薄Al2O3,,通過該氧化層來實現(xiàn)與金屬銅的連接,。氮化鋁的電阻率較高,熱膨脹系數(shù)低,硬度高,,化學(xué)穩(wěn)定性好但與一般絕緣體不同,。寧波納米氮化鋁粉體廠家直銷
氮化鋁粉體的合成方法:直接氮化法:在高溫氮氣氛圍中,鋁粉直接與氮氣化合生產(chǎn)氮化鋁粉末,,反應(yīng)溫度一般在800℃~1200℃,。反應(yīng)式為:2Al+N2→2AlN。該方法的缺點很明顯,,在反應(yīng)初期,,鋁粉顆粒表面會逐漸生成氮化物膜,使氮氣難以進(jìn)一步滲透,,阻礙氮氣反應(yīng),,致使產(chǎn)率較低;又由于鋁和氮氣之間的反應(yīng)是強放熱反應(yīng),,速度很快,,造成AlN粉體自燒結(jié),形成團聚,,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℃)的流動氮氣中發(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,。該方法的主要難點在于,,對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,,合成時間較長,而且還需對過量的碳進(jìn)行除碳處理,,工藝復(fù)雜,,制備成本較高。臺州電絕緣氧化鋁供應(yīng)商高溫自蔓延法和低溫碳熱還原合成工藝是很有發(fā)展前景的氮化鋁粉末合成方法,。
氮化鋁陶瓷的制備技術(shù):注射成型被國際上譽為“當(dāng)今很熱門的零部件成形技術(shù)”,。陶瓷注射成型是將聚合物注射成型方法與陶瓷制備工藝相結(jié)合而發(fā)展起來的一種制備復(fù)雜形狀的陶瓷零部件的新興工藝,。相對于傳統(tǒng)成型工藝,它的優(yōu)點主要包括:機械化和自動化程度高,、生產(chǎn)效率高,、成型周期短、坯體強度高,;成型的陶瓷產(chǎn)品具有極高的尺寸精度和表面光潔度,;成型產(chǎn)品燒結(jié)體性能優(yōu)越且一致性較好;可近凈尺寸成型各種復(fù)雜形狀,,很少甚至無需進(jìn)行機械加工后處理,。需要注意的是,由注射成型得到的制品,,其脫脂是一個尤為重要的階段,,因為絕大多數(shù)的缺陷都在脫脂階段形成,如裂紋,、氣孔,、變形、鼓泡等情況,,并且在脫脂過程中產(chǎn)生的缺陷無法通過后期的燒結(jié)來彌補,,所以在某種程度上脫脂決定了很終產(chǎn)品質(zhì)量。由于注射成型坯體中有機物含量較高,,脫脂過快會導(dǎo)致很多缺陷的發(fā)生,。因此,脫脂工藝優(yōu)化是注射成型工藝中的一大難題和研究重點,。
提高氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的途徑:選擇合適的燒結(jié)工藝,,微波燒結(jié):微波燒結(jié)是利用微波與介質(zhì)的相互作用產(chǎn)生介電損耗使坯體整體加熱的燒結(jié)方法。同時,,微波可以使粉末顆?;钚蕴岣撸欣谖镔|(zhì)的傳遞,。微波燒結(jié)已成為一門新型的陶瓷燒結(jié)技術(shù),,它利用整體性自身加熱,使材料加熱的效率提高,,升溫速度加快,,保溫時間縮短,這有利于提高致密化速度并可以有效抑制晶粒生長,,獲得獨特的性能和結(jié)構(gòu),。放電等離子燒結(jié):放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)利用脈沖能、放電脈沖壓力和焦耳熱產(chǎn)生的瞬間高溫場來實現(xiàn)燒結(jié)過程,。SPS升溫速度快,、燒結(jié)時間短、能在較低溫度下燒結(jié),,通過控制燒結(jié)組分與工藝能實現(xiàn)溫度梯度場,,可用于燒結(jié)梯度材料及大型工件等復(fù)雜材料。放電等離子燒結(jié)內(nèi)每個顆粒均勻的自身發(fā)熱使顆粒表現(xiàn)活化,,因而具有很高的熱導(dǎo)率,,可在短時間內(nèi)使燒結(jié)體致密化。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,。
隨著電子和光電行業(yè)蓬勃發(fā)展,電子產(chǎn)品的功能越發(fā),,同時體積也越來越小,,使集成電路(IC)和電子系統(tǒng)在半導(dǎo)體工業(yè)上也朝向高集成密度以及高功能化的方向發(fā)展。目前,,封裝基板材料主要采用氧化鋁陶瓷或高分子材料,,但隨著對電子零件的承載基板的要求越來越嚴(yán)格,它們的熱導(dǎo)率并不能滿足行業(yè)的需求,,而AlN因具有良好的物理和化學(xué)性能逐步成了封裝材料的首要選擇,。氮化鋁陶瓷室溫比較強度高,且不易受溫度變化影響,,同時熱導(dǎo)率高(比氧化鋁高5-8倍)且熱膨脹系數(shù)低,,所以耐熱沖擊好,能耐2200℃的極熱,,是一種優(yōu)良的耐熱沖材料及熱交換材料,,作為熱交換材料,可望應(yīng)用于燃?xì)廨啓C的熱交換器上,。提高氮化鋁粉末的純度,,理想的氮化鋁粉料應(yīng)含適量的氧。東莞納米氮化硼哪家好
氮化鋁抗熔融金屬侵蝕的能力強,,是熔鑄純鐵,、鋁或鋁合金理想的坩堝材料。寧波納米氮化鋁粉體廠家直銷
氮化鋁的熱傳導(dǎo)機理:熱導(dǎo)率,,也即導(dǎo)熱系數(shù),,作為衡量物質(zhì)導(dǎo)熱能力的量度,是導(dǎo)熱材料很重要的性質(zhì)之一,。AIN屬于共價化合物,,其分子內(nèi)部沒有可自由移動的電子,因此熱量的傳遞是以晶格振動這種形式來實現(xiàn)的,,這種方式叫“聲子傳熱”,。晶體內(nèi)部溫度高的部分能量大,,溫度低的部分能量小,能量通過聲子之間互相作用,,從高能量向低能量發(fā)生傳遞,,能量的遷移導(dǎo)致熱量的傳導(dǎo)??梢钥吹?,把晶格內(nèi)部的原子看成小球,這些小球之間彼此由彈簧(共價鍵)連接起來,,從而每個原子的振動都要牽動周圍的原子,,使振動以彈性波的形式在晶體中傳播。這種晶格振動產(chǎn)生的能量量子,,即“聲子”,,聲子相互作用使振動傳遞,從而使能量遷移,,傳導(dǎo)熱量,。寧波納米氮化鋁粉體廠家直銷