大連電絕緣氮化鋁

氮化鋁的熱傳導(dǎo)機(jī)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(jià)化合物，其分子內(nèi)部沒(méi)有可自由移動(dòng)的電子，因此熱量的傳遞是以晶格振動(dòng)這種形式來(lái)實(shí)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(guò)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)。可以看到，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(jià)鍵）連接起來(lái)，從而每個(gè)原子的振動(dòng)都要牽動(dòng)周?chē)脑樱拐駝?dòng)以彈性波的形式在晶體中傳播。這種晶格振動(dòng)產(chǎn)生的能量量子，即“聲子”，聲子相互作用使振動(dòng)傳遞，從而使能量遷移，傳導(dǎo)熱量。AIN晶體以〔AIN4〕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。大連電絕緣氮化鋁

氧雜質(zhì)對(duì)熱導(dǎo)率的影響：AIN極易發(fā)生水解和氧化，使氮化鋁表面發(fā)生氧化，導(dǎo)致氧固溶入AIN晶格中形成鋁空位缺陷，這樣就會(huì)導(dǎo)致聲子散射增加，平均自由程降低，熱導(dǎo)率也隨之降低。因此，為了提高熱導(dǎo)率，加入合適的燒結(jié)助劑來(lái)除去晶格中的氧雜質(zhì)是一種有效的辦法。氮化鋁陶瓷的燒結(jié)的關(guān)鍵控制要素：AlN是共價(jià)化合物，原子的自擴(kuò)散系數(shù)小，鍵能強(qiáng)，導(dǎo)致很難燒結(jié)致密，其熔點(diǎn)高達(dá)3000℃以上，燒結(jié)溫度更是高達(dá)1900℃以上，如此高的燒結(jié)溫度嚴(yán)重制約了氮化鋁在工業(yè)上的實(shí)際應(yīng)用。此外，AlN表層的氧雜質(zhì)是在高溫下才開(kāi)始向其晶格內(nèi)部擴(kuò)散的，因此低溫?zé)Y(jié)還有另外一個(gè)作用，即延緩燒結(jié)時(shí)表層的氧雜質(zhì)向AlN晶格內(nèi)部擴(kuò)散，減少晶格內(nèi)的氧雜質(zhì)，因此制備高熱導(dǎo)率的AlN陶瓷材料，低溫?zé)Y(jié)技術(shù)的研究勢(shì)在必行。目前工業(yè)上，氮化鋁陶瓷的燒結(jié)有多種方式，可以根據(jù)實(shí)際需求，采取不同的燒結(jié)方法來(lái)獲得致密的陶瓷體，無(wú)論用什么燒結(jié)方式，細(xì)化氮化鋁原始粉料以及添加適宜的低溫?zé)Y(jié)助劑能夠有效降低氮化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度。金華耐溫氧化鋁廠(chǎng)家氮化鋁粉末純度高，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。

氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的熱、電、力學(xué)性能，所以它的應(yīng)用范圍比較廣?？梢灾瞥傻X陶瓷基片，熱導(dǎo)率高，膨脹系數(shù)低，強(qiáng)度高，耐高溫，耐化學(xué)腐蝕，電阻率高，介電耗損小，是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁陶瓷硬度高，超過(guò)氧化鋁陶瓷，也可用于磨損嚴(yán)重的部位。利用氮化鋁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(jī)耐蝕部件，利用其光學(xué)性能可作紅外線(xiàn)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(duì)酸穩(wěn)定，但在堿性溶液中易被侵蝕。氮化鋁新生表面暴露在濕空氣中會(huì)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。氮化鋁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。

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(wú)毒、耐腐蝕、耐高溫，熱化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn),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(xiàn)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(hù)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(shù)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(hù)它在退火時(shí)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(shù)脂填料等。氮化鋁，共價(jià)鍵化合物，化學(xué)式為AIN，是原子晶體，屬類(lèi)金剛石氮化物、六方晶系。

AlN屬于共價(jià)化合物，自擴(kuò)散系數(shù)小，燒結(jié)致密化非常困難，通常需要使用稀土金屬氧化物和堿土金屬氧化物作為燒結(jié)助劑來(lái)促進(jìn)燒結(jié)，但仍需要1800℃以上的燒結(jié)溫度。近幾年，出于減少能耗、降低成本以及實(shí)現(xiàn)AlN與金屬漿料的共同燒結(jié)等因素考慮，人們開(kāi)始注意AlN低溫?zé)Y(jié)技術(shù)的研究。所謂低溫?zé)Y(jié)是個(gè)相對(duì)概念，指的是將AlN的燒結(jié)溫度降低到1600℃至1700℃之間實(shí)現(xiàn)致密度高的燒結(jié)。一般認(rèn)為，AlN表層的氧是在高溫下才開(kāi)始向其晶格內(nèi)部擴(kuò)散。因此，低溫?zé)Y(jié)另外一個(gè)潛在的有利影響是可以延緩高溫?zé)Y(jié)時(shí)表層氧向AlN晶格內(nèi)部擴(kuò)散，增進(jìn)后續(xù)熱處理過(guò)程中的排氧效果，有利于制備出高熱導(dǎo)率的陶瓷材料。低溫?zé)Y(jié)的關(guān)鍵技術(shù)是選擇有效的燒結(jié)助劑。結(jié)晶氮化鋁易潮解，在濕空氣中水解生成氯化氫白色煙霧。電絕緣氧化鋁廠(chǎng)家電話(huà)

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。大連電絕緣氮化鋁

提高氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的途徑：選擇合適的燒結(jié)工藝，致密度對(duì)氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率有重要影響，致密度較低的氮化鋁陶瓷很難有較高的熱導(dǎo)率，因此必須選擇合適的燒結(jié)工藝實(shí)現(xiàn)氮化鋁陶瓷的致密化。常壓燒結(jié)：常壓燒結(jié)的燒結(jié)溫度通常為1600℃至2000℃，當(dāng)添加了Y2O3燒結(jié)助劑后，氮化鋁粉會(huì)產(chǎn)生液相燒結(jié)，燒結(jié)溫度一般在1700℃至1900℃，特別是1800℃很常用，保溫時(shí)間為2h。燒結(jié)溫度還要受到氮化鋁粉粒度、添加劑含量及種類(lèi)等的影響。熱壓溫度相對(duì)能低一些，一般是在1500℃至1700℃，保溫時(shí)間為0.5h，施加的壓力為20MPa左右。在1500℃至1800℃范圍內(nèi)，提高氮化鋁燒結(jié)溫度通常會(huì)明顯提高氮化鋁燒結(jié)體的導(dǎo)熱率和致密度，特別是在常壓燒結(jié)時(shí)，這種影響更為明顯。大連電絕緣氮化鋁

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