氮化鋁陶瓷的制備技術(shù):壓制成形的三個階段:一階段,主要是顆粒的滑動和重排,無論是一般的粉體或者造粒后的粉體,其填充于模具中的很初結(jié)構(gòu)中都含有和顆粒尺寸接近或稍小的空隙。第二階段,顆粒接觸點部位發(fā)生變形和破裂,當壓力超過顆粒料的表觀屈服應(yīng)力時,顆粒發(fā)生變形使得顆粒間空隙減小,隨著顆粒的變形,坯體體積很大空隙尺寸減少,塑性低的致密粒料對應(yīng)的屈服應(yīng)力大,達到相同致密度所需要更高的壓力。第三階段,坯體進一步密實與彈性壓縮,這一階段起始于高壓力階段,但密度提高幅度較小,此階段發(fā)生一定程度的彈性壓縮,這種彈性壓縮過大,則在脫模后會造成應(yīng)力開裂與分層。模壓成型的優(yōu)點是成型坯體尺寸準確、操作簡單、模壓坯體中粘結(jié)劑含量較少、干燥和燒成收縮較小,特別適用于制備形狀簡單、長徑比小的制品。但是,這種傳統(tǒng)的成型方法效率低,且制得的AlN陶瓷零部件的尺寸精度取決于所用模具的精度,而高精度模具的制備成本較高。良好的粘結(jié)劑可起到形狀維持的作用,且有效減少坯體變形和脫脂缺陷的產(chǎn)生。衢州單晶氧化鋁品牌
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,超過氧化鋁陶瓷,也可用于磨損嚴重的部位。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。氮化鋁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。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。杭州微米氧化鋁銷售公司氮化鋁可以抵抗大部分融解的鹽的侵襲,包括氯化物及冰晶石〔即六氟鋁酸鈉〕。
納米氮化鋁粉體主要用途:導(dǎo)熱塑料中的應(yīng)用:納米氮化鋁粉體可以大幅度提高塑料的導(dǎo)熱率。通過實驗產(chǎn)品以5-10%的比例添加到塑料中,可以使塑料的導(dǎo)熱率從原來的0.3提高到5。導(dǎo)熱率提高了1l6倍多。相比較目前市場上的導(dǎo)熱填料(氧化鋁或哦氧化鎂等)具有添加量低,對制品的機械性能有提高作用,導(dǎo)熱效果提高更明顯等特點。目前相關(guān)應(yīng)用廠家已經(jīng)大規(guī)模采購納米氮化鋁粉體,新型的納米導(dǎo)熱塑料將投放市場。高導(dǎo)熱硅橡膠的應(yīng)用:與硅匹配性能好,在橡膠中容易分散,在不影響橡膠的機械性能的前提下(實驗證明對橡膠的機械性能還有提高作用)可大幅度提升硅橡膠的導(dǎo)熱率,在添加過程中不象氧化物等使黏度上升很快,添加量很小(根據(jù)導(dǎo)熱要求一般在5%左右就可以使導(dǎo)熱率提高50%-70%),現(xiàn)較廣應(yīng)用與,航空以及信息工程中。
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℃,當添加了Y2O3燒結(jié)助劑后,氮化鋁粉會產(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、添加劑含量及種類等的影響。熱壓溫度相對能低一些,一般是在1500℃至1700℃,保溫時間為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,這種影響更為明顯。影響氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的主要因素有晶格的氧含量、致密度、顯微結(jié)構(gòu)、粉體純度等。
納米氮化鋁粉體主要用途:制造高性能陶瓷器件:制造集成電路基板,電子器件,光學(xué)器件,散熱器,高溫紺塢。制備金屬基及高分子基復(fù)合材料:特別是在高溫密封膠粘劑和電子封裝材料中有極好的應(yīng)用前景。納米無機陶瓷車用潤滑油及抗磨劑﹔納米陶瓷機油中的納米氮化鋁陶瓷粒子隨潤滑油作用于發(fā)動機內(nèi)部的摩擦副金屬表面,在高溫和極壓的作用下被,并牢固滲嵌到金屬表面凹痕和微孔中,修復(fù)受損表面,形成納米陶瓷保護膜。因為這層膜的隔離作用,從而極大的降低摩擦力,將運動機件間的摩擦降至近乎零,通過改善潤滑,可降低摩擦系數(shù)70%以上,提高抗磨能力300%以上,降低磨損80%以上,可延長機械零件壽命3倍以上,減少停工,降低維修成本,延長大修期一倍以上,節(jié)能5%~30%,提高設(shè)備輸出功率15%-40%,其添加量為萬分之二。由于氮化鋁的聲表面波速度高,具有壓電性,可用作聲表面波器件。杭州微米氧化鋁銷售公司
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。衢州單晶氧化鋁品牌
氧雜質(zhì)對熱導(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是共價化合物,原子的自擴散系數(shù)小,鍵能強,導(dǎo)致很難燒結(jié)致密,其熔點高達3000℃以上,燒結(jié)溫度更是高達1900℃以上,如此高的燒結(jié)溫度嚴重制約了氮化鋁在工業(yè)上的實際應(yīng)用。此外,AlN表層的氧雜質(zhì)是在高溫下才開始向其晶格內(nèi)部擴散的,因此低溫?zé)Y(jié)還有另外一個作用,即延緩燒結(jié)時表層的氧雜質(zhì)向AlN晶格內(nèi)部擴散,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)實際需求,采取不同的燒結(jié)方法來獲得致密的陶瓷體,無論用什么燒結(jié)方式,細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。衢州單晶氧化鋁品牌
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