湖州納米氮化鋁

氮化鋁陶瓷基片制造并非易事：氮化鋁的很大特點是熱膨脹系數(shù)（CTE）與半導體硅（Si）相當，且熱導率高，理論上氮化鋁熱導率可達到320W/(m·K)，但成本很高。由于制備氮化鋁陶瓷的重點原料氮化鋁粉體制備工藝復雜、能耗高、周期長、價格昂貴，國內(nèi)的氮化鋁粉體很大程度上依賴進口。原料的批次穩(wěn)定性、成本也成為國內(nèi)氮化鋁陶瓷基片材料制造的瓶頸。氮化鋁基板生產(chǎn)呈地區(qū)集中狀態(tài)，美國、日本、德國等國家和地區(qū)是全球很主要的電子元件生產(chǎn)和研發(fā)中心，在氮化鋁陶瓷基片的研究已遠早于國內(nèi)。日本已有較多企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)氮化鋁陶瓷基片，目前是全球很大的氮化鋁陶瓷基片生產(chǎn)國。在氮化鋁一系列重要的性質(zhì)中，很為明顯的是高的熱導率。湖州納米氮化鋁

陶瓷基板是指銅箔在高溫下直接鍵合到陶瓷基片表面（單面或雙面）上的特殊工藝板。氮化鋁陶瓷基板是以氮化鋁陶瓷為主要原材料制造而成的基板。氮化鋁陶瓷基板作為一種新型陶瓷基板，具有導熱效率高、力學性能好、耐腐蝕、電性能優(yōu)、可焊接等特點，是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。近年來，隨著我國電子信息行業(yè)的快速發(fā)展，市場對陶瓷基板的性能要求不斷提升，氮化鋁陶瓷基板憑借其優(yōu)異的特征，其應用范圍不斷擴展。氮化鋁陶瓷基板應用領域較廣，涉及到汽車電子、光電通信、航空航天、消費電子、LED、軌道交通、新能源等多個領域，但受生產(chǎn)工藝、技術水平、市場價格等因素的影響，目前我國氮化鋁陶瓷基板應用范圍仍較窄，主要應用在制造業(yè)領域。相比與氧化鋁陶瓷基板，氮化鋁陶瓷基板性能優(yōu)異，隨著市場對基板性能的要求不斷提升，未來我國氮化鋁陶瓷基板行業(yè)發(fā)展空間廣闊。湖州納米氮化鋁氮化鋁陶瓷基板是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。

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，它是將Al粉在高壓氮氣中點燃后，利用Al和N2反應產(chǎn)生的熱量使反應自動維持，直到反應完全，其化學反應式為：2Al(s)+N2(g)→2AlN(s)；其優(yōu)點是高溫自蔓延合成法的本質(zhì)與鋁粉直接氮化法相同，但該法不需要在高溫下對Al粉進行氮化，只需在開始時將其點燃，故能耗低、生產(chǎn)效率高、成本低。其缺點是要獲得氮化完全的粉體，必需在較高的氮氣壓力下進行，直接影響了該法的工業(yè)化生產(chǎn)?；瘜W氣相沉淀法：它是在遠高于理論反應溫度，使反應產(chǎn)物蒸氣形成很高的過飽和蒸氣壓，導致其自動凝聚成晶核，而后聚集成顆粒。

采用小粒徑氮化鋁粉：氮化鋁燒結(jié)過程的驅(qū)動力為表面能，顆粒細小的AlN粉體能夠增強燒結(jié)活性，增加燒結(jié)推動力從而加速燒結(jié)過程。研究證實，當?shù)X原始粉料的起始粒徑細小20倍后，陶瓷的燒結(jié)速率將增加147倍。燒結(jié)原料應選擇粒徑小且分布均勻的氮化鋁粉，可防止二次再結(jié)晶，內(nèi)部的大顆粒易發(fā)生晶粒異常生長而不利于致密化燒結(jié)；若顆粒分布不均勻，在燒結(jié)過程中容易發(fā)生個別晶體異常長大而影響燒結(jié)。此外，氮化鋁陶瓷的燒結(jié)機理有時也受原始粉末粒度的影響。微米級的氮化鋁粉體按體積擴散機理進行燒結(jié)，而納米級的粉體則按晶界擴散或者表面擴散機理進行燒結(jié)。但目前而言，細小均勻的氮化鋁粉體制備很困難，大多通過濕化學法結(jié)合碳熱還原法制備，不但燒結(jié)工藝復雜，而且耗能多多規(guī)模的推廣應用仍舊有一定的限制。國內(nèi)在小粒徑高性能氮化鋁粉的供應上，仍十分稀缺。結(jié)晶氮化鋁溶于水、無水乙醇、，微溶于鹽酸，其水溶液呈酸性。

氮化鋁陶瓷的應用：氮化鋁粉末純度高，粒徑小，活性大，是制造高導熱氮化鋁陶瓷基片的主要原料。氮化鋁陶瓷基片，熱導率高，膨脹系數(shù)低，強度高，耐高溫，耐化學腐蝕，電阻率高，介電損耗小，是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁硬度高,超過傳統(tǒng)氧化鋁,是新型的耐磨陶瓷材料,但由于造價高,只能用于磨損嚴重的部位.利用AIN陶瓷耐熱耐熔體侵蝕和熱震性，可制作GaAs晶體坩堝、Al蒸發(fā)皿、磁流體發(fā)電裝置及高溫透平機耐蝕部件，利用其光學性能可作紅外線窗口。氮化鋁薄膜可制成高頻壓電元件、超大規(guī)模集成電路基片等。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。AIN新生表面暴露在濕空氣中會反應生成極薄的氧化膜。 利用此特性，可用作鋁、銅、銀、鉛等金屬熔煉的坩堝和燒鑄模具材料。AIN陶瓷的金屬化性能較好，可替代有毒性的氧化鈹瓷在電子工業(yè)中較廣應用。氮化鋁但當溫度高于1370℃時，便會發(fā)生大量氧化作用。大連絕緣氮化硼哪家好

直至980℃，氮化鋁在氫氣及二氧化碳中仍相當穩(wěn)定。湖州納米氮化鋁

氮化鋁粉體的合成方法：自蔓延高溫合成法：該方法為鋁粉的直接氮化，充分利用了鋁粉直接氮化為強放熱反應的特點，將鋁粉于氮氣中點然后，利用鋁和氮氣之間的高化學反應熱使反應自行維持下去，合成AlN。其反應式與Al粉直接氮化法相同，即為2Al＋Ｎ2→2AlN?；瘜W氣相沉積法：利用鋁的揮發(fā)性化合物與氮氣或氨氣反應，從氣相中沉淀析出氮化鋁粉末；根據(jù)選擇鋁源的不同，分為無機物（鹵化鋁）和有機物（烷基鋁）化學氣相沉積法。該工藝存在對設備要求較高，生產(chǎn)效率低，采用烷基鋁為原料會導致成本較高，而采用無機鋁為原料則會生成腐蝕性氣體，所以目前還難以進行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。湖州納米氮化鋁

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