東莞球形氮化鋁

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(jìn)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(jìn)行自身加熱，加熱過程是在整個材料內(nèi)部同時進(jìn)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⒉Y(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。在實際產(chǎn)品中，氮化鋁的晶體結(jié)構(gòu)不能完全均均勻分布，并且存在許多雜質(zhì)和缺陷。東莞球形氮化鋁

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(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。深圳單晶氮化鋁粉體生產(chǎn)商氮化鋁防導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，是良好的耐熱沖擊材料。

氮化鋁陶瓷是以氮化鋁(AIN)為主晶相的陶瓷。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?；瘜W(xué)組成 AI 65.81%，N 34.19%，比重3.261g/cm3，白色或灰白色，單晶無色透明，常壓下的升華分解溫度為2450℃。為一種高溫耐熱材料。熱膨脹系數(shù)（4.0-6.0）X10-6/℃。多晶AIN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℃的極熱。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，特別是對熔融鋁液具有極好的耐侵蝕性。性能指標(biāo)：各種電性能(介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、體電阻率、介電強度)優(yōu)良；機械性能好，抗折強度高于Al2O3和BeO陶瓷，可以常壓燒結(jié)；光傳輸特性好；無毒。

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?，有利于物質(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。通過將導(dǎo)熱能力優(yōu)異的AlN納米顆粒添加到環(huán)氧樹脂中，可有效提高材料的熱導(dǎo)率和強度。

熱導(dǎo)率K在聲子傳熱中的關(guān)系式為：K=1/3cvλ；上式c為陶瓷體本身的熱容，v為聲子的平均運動速度，λ為聲子的平均自由程。材料本身的熱容（c）接近常數(shù)，氮化鋁的熱容大是氮化鋁的熱導(dǎo)率高的原因之一，聲子速度（v）與晶體密度和彈性力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，也可視為常數(shù)，所以，聲子的傳播距離（平均自由程），是影響很終宏觀上氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率表現(xiàn)的關(guān)鍵。所以我們通過氮化鋁內(nèi)部聲子的熱傳導(dǎo)機理可知，要想熱導(dǎo)率高，就要使聲子的傳播更遠(yuǎn)（自由程大），也即減少傳播的阻力，這種阻力一般來自于聲子擴散過程中的各種散射。燒結(jié)后的陶瓷內(nèi)部通常會有各種晶體缺陷、雜質(zhì)、氣孔以及引入的第二相，這些因素的作用使聲子發(fā)生散射，也就影響了很終的熱導(dǎo)率。通過不斷研究證實，在眾多影響AlN陶瓷熱導(dǎo)率因素中，AlN陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)、氧雜質(zhì)含量尤為突出。氮化鋁室溫下與水緩慢反應(yīng).可由鋁粉在氨或氮氣氛中800~1000℃合成，產(chǎn)物為白色到灰藍(lán)色粉末。杭州超細(xì)氮化硼廠家

氮化鋁可以用作高溫結(jié)構(gòu)件熱交換器材料等。東莞球形氮化鋁

氮化鋁陶瓷的應(yīng)用：氮化鋁粉末純度高，粒徑小，活性大，是制造高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷基片的主要原料。氮化鋁陶瓷基片，熱導(dǎo)率高，膨脹系數(shù)低，強度高，耐高溫，耐化學(xué)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(yán)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(xué)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(yīng)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(yīng)用。東莞球形氮化鋁

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