氮化鋁粉體制備技術發(fā)展趨勢:AlN粉體作為一種性能優(yōu)異的粉體原料,國內(nèi)外研究者通過不斷的科技創(chuàng)新來解決現(xiàn)有工藝存在的技術問題,同時也在不斷探索新的、更高效的制備技術。在微米級AlN粉體合成方面,目前很主要的工藝仍是碳熱還原法和直接氮化法,這兩種工藝具有技術成熟、設備簡單、得到產(chǎn)品質(zhì)量好等特點,已在工業(yè)中得到大規(guī)模應用。獲得更高純度、粒度可控、形貌均勻分散的高性能粉體是AlN制備技術的發(fā)展方向,針對不同應用領域應開發(fā)多種規(guī)格的粉體,以滿足導熱陶瓷基板、AlN單晶半導體、高純靶材、導熱填料等領域?qū)lN粉體原料的要求。同時,在生產(chǎn)中也需要對現(xiàn)有技術及裝備進行不斷優(yōu)化,進一步提高產(chǎn)品的批次穩(wěn)定性,增加產(chǎn)出效率,降低生產(chǎn)成本。利用氮化鋁陶瓷具有較高的室溫和高溫強度,膨脹系數(shù)小,導熱性好的特性。蘇州單晶氮化硼哪家好
氮化鋁陶瓷的制備技術:模壓成型是應用很較廣的成型工藝。其工藝原理是將經(jīng)過噴霧造粒后流動性好的造粒料填充到金屬模腔內(nèi),通過壓頭施加壓力,壓頭在模腔內(nèi)產(chǎn)生移動,模腔內(nèi)粉體在壓頭作用力下產(chǎn)生顆粒重排,顆粒間空隙內(nèi)氣體排出,形成具有一定強度和形狀的陶瓷素坯。通常壓制的初始階段致密化速率很高,初始階段的壓力通過顆粒間的接觸,使包覆有粘結(jié)劑的顆?;瑒雍椭嘏?,當進一步施壓時,顆粒變形增加相互間的接觸面,減少顆粒間的氣孔,氣體在加壓過程中通過顆粒間遷移,很終通過模具間隙排出。金華耐溫氮化鋁供應商氮化鋁是綜合機械性能很好的陶瓷材料,同時其熱膨脹系數(shù)很小。
氮化鋁在陶瓷在常溫和高溫下都具有良好的耐蝕性、穩(wěn)定性,在2450℃下才會發(fā)生分解,可以用作高溫耐火材料,如坩堝、澆鑄模具。氮化鋁陶瓷能夠不被銅、鋁、銀等物質(zhì)潤濕以及耐鋁、鐵、鋁合金的溶蝕,可以成為良好的容器和高溫保護層,如熱電偶保護管和燒結(jié)器具;也可以抵御高溫腐蝕性氣體的侵蝕,用于制備氮化鋁陶瓷靜電卡盤這種重要的半導體制造裝備的零部件。由于氮化鋁對砷化鎵等熔鹽表現(xiàn)穩(wěn)定,用氮化鋁坩堝代替玻璃來合成砷化鎵半導體,可以消除來自玻璃中硅的污染,獲得高純度的砷化鎵半導體。
氮化鋁粉體的制備工藝主要有直接氮化法和碳熱還原法,此外還有自蔓延合成法、高能球磨法、原位自反應合成法、等離子化學合成法及化學氣相沉淀法等。直接氮化法:直接氮化法就是在高溫的氮氣氣氛中,鋁粉直接與氮氣化合生成氮化鋁粉體,其化學反應式為2Al(s)+N2(g)→2AlN(s),反應溫度在800℃-1200℃。其優(yōu)點是工藝簡單,成本較低,適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。其缺點是鋁粉表面有氮化物產(chǎn)生,導致氮氣不能滲透,轉(zhuǎn)化率低;反應速度快,反應過程難以控制;反應釋放出的熱量會導致粉體產(chǎn)生自燒結(jié)而形成團聚,從而使得粉體顆粒粗化,后期需要球磨粉碎,會摻入雜質(zhì)。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。
隨著電子和光電行業(yè)蓬勃發(fā)展,電子產(chǎn)品的功能越發(fā),同時體積也越來越小,使集成電路(IC)和電子系統(tǒng)在半導體工業(yè)上也朝向高集成密度以及高功能化的方向發(fā)展。目前,封裝基板材料主要采用氧化鋁陶瓷或高分子材料,但隨著對電子零件的承載基板的要求越來越嚴格,它們的熱導率并不能滿足行業(yè)的需求,而AlN因具有良好的物理和化學性能逐步成了封裝材料的首要選擇。氮化鋁陶瓷室溫比較強度高,且不易受溫度變化影響,同時熱導率高(比氧化鋁高5-8倍)且熱膨脹系數(shù)低,所以耐熱沖擊好,能耐2200℃的極熱,是一種優(yōu)良的耐熱沖材料及熱交換材料,作為熱交換材料,可望應用于燃氣輪機的熱交換器上。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。紹興納米氮化硼銷售公司
氮化鋁有較高的傳熱能力,至使氮化鋁被大量應用于微電子學。蘇州單晶氮化硼哪家好
環(huán)氧樹脂/AlN復合材料:作為封裝材料,需要良好的導熱散熱能力,且這種要求愈發(fā)嚴苛。環(huán)氧樹脂作為一種有著很好的化學性能和力學穩(wěn)定性的高分子材料,它固化方便,收縮率低,但導熱能力不高。通過將導熱能力優(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率和強度。TiN/AlN復合材料:TiN具有高熔點、硬度大、跟金屬同等數(shù)量級的導電導熱性以及耐腐蝕等優(yōu)良性質(zhì)。在AlN基體中添加少量TiN,根據(jù)導電滲流理論,當摻雜量達到一定閾值,在晶體中形成導電通路,可以明顯調(diào)節(jié)AlN燒結(jié)體的體積電阻率,使之降低2~4個數(shù)量級。而且兩種材料所制備的復合陶瓷材料具有雙方各自的優(yōu)勢,高硬度且耐磨,也可以用作高級研磨材料。蘇州單晶氮化硼哪家好
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