目前,,AlN陶瓷燒結(jié)氣氛有3種:中性氣氛、還原型氣氛和弱還原型氣氛,。中性氣氛采用常用的N2,、還原性氣氛采用CO,,弱還原性氣氛則使用H2。在還原氣氛中,,AlN陶瓷的燒結(jié)時間及保溫時間不宜過長,,且其燒結(jié)溫度不能過高,以免AlN被還原,。而在中性氣氛中不會出現(xiàn)上述情況,,因此一般選擇在氮氣中燒結(jié),以此獲得性能更高的AlN陶瓷,。在氮化鋁陶瓷基板燒結(jié)過程中,,除了工藝和氣氛影響著產(chǎn)品的性能外,燒結(jié)助劑的選擇也尤為重要,。AlN燒結(jié)助劑一般是堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物,,燒結(jié)助劑主要有兩方面的作用:一方面形成低熔點物相,實現(xiàn)液相燒結(jié),,降低燒結(jié)溫度,,促進坯體致密化;另一方面,,高熱導(dǎo)率是AlN基板的重要性能,,而實現(xiàn)AlN基板中由于存在氧雜質(zhì)等各種缺陷,熱導(dǎo)率低于及理論值,,加入燒結(jié)助劑可以與氧反應(yīng),,使晶格完整化,進而提高熱導(dǎo)率,。選擇多元復(fù)合燒結(jié)助劑,,往往能獲得比單一燒結(jié)助劑更好的燒結(jié)效果找到合適的低溫?zé)Y(jié)助劑,實現(xiàn)AlN低溫?zé)Y(jié),,就可以減少能耗,、降低成本,便于進行連續(xù)生產(chǎn),。 在氮化鋁一系列重要的性質(zhì)中,,很為明顯的是高的熱導(dǎo)率。高導(dǎo)熱氮化鋁廠家電話
提高氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的途徑: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,。除氧以外,,其他雜質(zhì)元素如Si、Mn和Fe等,,也能進入氮化鋁晶格,,造成缺陷,降低氮化鋁的熱導(dǎo)率,。雜質(zhì)進入晶格后,,使晶格發(fā)生局部畸變,由此產(chǎn)生應(yīng)力作用,,引起位錯,、層錯等缺陷,增大聲子散射,,故應(yīng)該提高氮化鋁的粉末的純度,。改進氮化鋁粉末合成方法,制備出粒徑在1μm以下,,含氧量1%的高純粉末,,是制備高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷的前提。此外,,對含燒結(jié)助劑的氮化鋁粉末,,引入適量的碳,在制備氮化鋁陶瓷的燒結(jié)過程中,,于致密化之前,,先對氮化鋁粉末表面的氧化物進行還原碳化,也能使氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率提高,。耐溫氮化鋁廠家氮化鋁防導(dǎo)熱性好,,熱膨脹系數(shù)小,是良好的耐熱沖擊材料,。
由于具有優(yōu)良的熱,、電、力學(xué)性能,。氮化鋁陶瓷引起了國內(nèi)外研究者的較廣關(guān)注,,隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,對所用材料的性能提出了更高的要求,。氮化鋁陶瓷也必將在許多領(lǐng)域得到更為較廣的應(yīng)用!雖然多年來通過許多研究者的不懈努力,,在粉末的制備,、成形、燒結(jié)等方面的研究均取得了長足進展,。但就截止2013年4月而言,,氮化鋁的商品化程度并不高,,這也是影響氮化鋁陶瓷進一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。為了促進氮化鋁研究和應(yīng)用的進一步發(fā)展,,必須做好下面兩個研究工作,。研究低成本的粉末制備工藝和方法!制約氮化鋁商品化的主要因素就是價格問題,。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!高溫自蔓延法和低溫碳熱還原合成工藝是很有發(fā)展前景的粉末合成方法,。二者具有低成本和適合大規(guī)模生產(chǎn)的特點!研究復(fù)雜形狀的氮化鋁陶瓷零部件的凈近成形技術(shù)如注射成形技術(shù)等,。它對充分發(fā)揮氮化鋁的性能優(yōu)勢.拓寬它的應(yīng)用范圍具有重要意義!
氮化鋁陶瓷是一種高技術(shù)新型陶瓷,。氮化鋁基板具有極高的熱導(dǎo)率,,無毒、耐腐蝕,、耐高溫,,熱化學(xué)穩(wěn)定性好等特點,是大規(guī)模集成電路,半導(dǎo)體模塊電路和大功率器件的理想封裝材料,、散熱材料,、電路元件及互連線承載體。也是提高高分子材料熱導(dǎo)率和力學(xué)性能的很佳添加料,,氮化鋁陶瓷還可用作熔煉有色金屬和半導(dǎo)體材料砷化鎵的坩堝,、熱電偶的保護管、高溫絕緣件,、微波介電材料,、耐高溫、耐腐蝕結(jié)構(gòu)陶瓷及透明氮化鋁微波陶瓷制品,,用作高導(dǎo)熱陶瓷生產(chǎn)原料及樹脂填料等,。氮化鋁是電絕緣體,介電性能良好,。砷化鎵表面的氮化鋁涂層,,能保護它在退火時免受離子的注入。氮化鋁可用作高導(dǎo)熱陶瓷生產(chǎn)原料,、AlN陶瓷基片原料,、樹脂填料等。氮化鋁一般難以燒結(jié)致密,,使用添加劑可以在較低溫度產(chǎn)生液相,,潤濕晶粒,從而達到致密化。
AlN陶瓷基片一般采用無壓燒結(jié),,該燒結(jié)方法是一種很普通的燒結(jié),,雖然工藝簡單、成本較低,、可制備形狀復(fù)雜,,但燒結(jié)溫度一般偏高,再不添加燒結(jié)助劑的情況下,,一般無法制備高性能陶瓷基片,。傳統(tǒng)燒結(jié)方式一般通過外部熱源對AlN坯體進行加熱,熱傳導(dǎo)不均且速度較慢,,將影響燒結(jié)質(zhì)量,。微波燒結(jié)通過坯體吸收微波能量從而進行自身加熱,加熱過程是在整個材料內(nèi)部同時進行,,升溫速度快,,溫度分散均勻,防止AlN陶瓷晶粒的過度生長,。這種快速燒結(jié)技術(shù)能充分發(fā)揮亞微米級和納米級粉末的性能,,具有很強的發(fā)展前景。放電等離子燒結(jié)技術(shù)主要利用放電脈沖壓力,、脈沖能和焦耳熱產(chǎn)生瞬間高溫場實現(xiàn)快速燒結(jié),。放電等離子燒結(jié)技術(shù)的主要特點是升溫速度快,燒結(jié)時間短,,燒結(jié)溫度低,,可實現(xiàn)AlN陶瓷的快速低溫?zé)Y(jié)。通過該燒結(jié)方法,,燒結(jié)體的各個顆??深愃朴谖⒉Y(jié)那樣均勻地自身發(fā)熱以活化顆粒表面,可在短時間內(nèi)得到致密化,、高熱導(dǎo)燒結(jié)體,。氮化鋁膜很早用化學(xué)氣相沉積(CVI)制備,其沉積溫度高達1000攝氏度以上,。微米氧化鋁銷售廠家
利用AIN陶瓷耐熱耐熔體光學(xué)性能可作紅外線窗口,。高導(dǎo)熱氮化鋁廠家電話
氮化鋁粉體的成型工藝有多種,傳統(tǒng)的成型工藝諸如模壓,,熱壓,,等靜壓等均適用。由于氮化鋁粉體的親水性強,,為了減少氮化鋁的氧化,,成型過程中應(yīng)盡量避免與水接觸,。另外,據(jù)中國粉體網(wǎng)編輯了解,,熱壓、等靜壓雖然適用于制備高性能的塊體氮化鋁瓷材料,,但成本高,、生產(chǎn)效率低,無法滿足電子工業(yè)對氮化鋁陶瓷基片用量日益增加的需求,。為了解決這一問題,,近年來人們研究采用流延法成型氮化鋁陶瓷基片。流延法目前已成為電子工業(yè)用氮化鋁陶瓷的主要成型工藝,。流延成型制備多層氮化鋁陶瓷的主要工藝是:將氮化鋁粉料,、燒結(jié)助劑、粘結(jié)劑,、溶劑混合均勻制成漿料,,通過流延制成坯片,采用組合模沖成標準片,,然后用程控沖床沖成通孔,,用絲網(wǎng)印刷印制金屬圖形,將每一個具有功能圖形的生坯片疊加,,層壓成多層陶瓷生坯片,,在氮氣中約700℃排除粘結(jié)劑,然后在1800℃氮氣中進行共燒,,電鍍后即形成多層氮化鋁陶瓷,。高導(dǎo)熱氮化鋁廠家電話