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氮化鋁陶瓷室溫比較強度高，且不易受溫度變化影響，同時具有比較高的熱導(dǎo)系數(shù)和比較低的熱膨脹系數(shù)，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(yīng)用于燃氣輪機的熱交換器上。由于氮化鋁具有與鋁、鈣等金屬不潤濕等特性，所以可以用其作坩堝、保護管、澆注模具等。將氮化鋁陶瓷作為金屬熔池可以用在浸入式熱電偶保護管中，由于它不粘附熔融金屬，在800~1000℃的熔池中可以連續(xù)使用大約3000個小時以上并且不會被侵蝕破壞。此外，由于氮化鋁材料對熔鹽砷化鎵等材料性能穩(wěn)定，那么將坩堝替代玻璃進行砷化鎵半導(dǎo)體的合成，能夠完全消除硅的污染而得到高純度的砷化鎵。氮化鋁還是由六方氮化硼轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎降鸬拇呋瘎|...

氮化鋁陶瓷微觀結(jié)構(gòu)對熱導(dǎo)率的影響：在實際應(yīng)用中，常在AlN中加入各種燒結(jié)助劑來降低AlN陶瓷的燒結(jié)溫度，與此同時在氮化鋁晶格中也引入了第二相，致使熱傳導(dǎo)過程中聲子發(fā)生散射導(dǎo)致熱導(dǎo)率下降。添加燒結(jié)助劑引入的第二相會出現(xiàn)幾種情況：從分布形式來看，可分為孤島狀和連續(xù)分布在晶界處；從分布位置來看，可分為分布在晶界三角處和晶界其他處。連續(xù)分布的晶?？蔀槁曌犹峁┝烁苯拥耐ǖ溃苯咏佑|AlN晶粒比孤立分布的AlN晶粒具有更高的熱導(dǎo)率，所以第二相是連續(xù)分布的更好；分布于晶界三角處的AlN陶瓷在熱傳導(dǎo)過程中產(chǎn)生的干擾散射較少，而且能夠使AlN晶粒間保持接觸，故而第二相分布在晶界三角處更好。此外，晶界相若分布不...

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(dǎo)熱效率高、力學(xué)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(yīng)用范圍不斷擴展。氮化鋁陶瓷基板應(yīng)用領(lǐng)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(lǐng)域，但受生產(chǎn)工藝、技術(shù)水平、市場價格等因素的影響，目前我國氮化鋁陶瓷基板應(yīng)用范圍仍較窄，主要應(yīng)用在...

在現(xiàn)有可作為基板材料使用的陶瓷材料中，Si3N4陶瓷抗彎強度很高，耐磨性好，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，因而被很多人認(rèn)為是一種很有潛力的功率器件封裝基片材料。但是其制備工藝復(fù)雜，成本較高，熱導(dǎo)率偏低，主要適合應(yīng)用于強度要求較高但散熱要求不高的領(lǐng)域。而氮化鋁各方面性能同樣也非常，尤其是在電子封裝對熱導(dǎo)率的要求方面，氮化鋁優(yōu)勢巨大。不足的是，較高成本的原料和工藝使得氮化鋁陶瓷價格很高，這是制約氮化鋁基板發(fā)展的主要問題。但是隨著氮化鋁制備技術(shù)的不斷發(fā)展，其成本必定會有所降低，氮化鋁陶瓷基板在大功率LED領(lǐng)域大面積應(yīng)用指日可待。直至980℃，氮化鋁在氫氣及二氧化碳中仍相當(dāng)穩(wěn)定。...

氮化鋁陶瓷的注射成型：陶瓷注射成型技術(shù)（CIM）是一種制造復(fù)雜形狀陶瓷零部件的新興技術(shù)，在制備復(fù)雜小部件方面有著其不可比擬的獨特優(yōu)勢。隨著近年來全球范圍內(nèi)電子陶瓷產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的不斷擴大，CIM 技術(shù)誘人的應(yīng)用前景更值得期待。該工藝主要包括喂料制備、注射成型、脫脂和燒結(jié)。粘結(jié)劑是氮化鋁陶瓷粉末的載體，決定了喂料注射成形的流變性能和注射性能。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。陶瓷注射成型粘結(jié)劑須具備以下條件：流動特性好，注射成型黏度適中，且黏度隨溫度不能波動太大，以減少缺陷產(chǎn)生；對粉體的潤濕性和粘附作用好；具有高導(dǎo)熱性和低熱膨脹系數(shù)。 一般由多組分有機物組成，單一...

氮化鋁粉體的制備工藝：原位自反應(yīng)合成法：原位自反應(yīng)合成法的原理與直接氮化法的原理基本類同，以鋁及其它金屬形成的合金為原料，合金中其它金屬先在高溫下熔出，與氮氣發(fā)生反應(yīng)生成金屬氮化物，繼而金屬Al取代氮化物的金屬，生產(chǎn)AlN。其優(yōu)點是工藝簡單、原料豐富、反應(yīng)溫度低，合成粉體的氧雜質(zhì)含量低。其缺點是金屬雜質(zhì)難以分離，導(dǎo)致其絕緣性能較低。等離子化學(xué)合成法：等離子化學(xué)合成法是使用直流電弧等離子發(fā)生器或高頻等離子發(fā)生器，將Al粉輸送到等離子火焰區(qū)內(nèi)，在火焰高溫區(qū)內(nèi)，粉末立即融化揮發(fā)，與氮離子迅速化合而成為AlN粉體。其優(yōu)點是團聚少、粒徑小。其缺點是該方法為非定態(tài)反應(yīng)，只能小批量處理，難于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，...

目前發(fā)現(xiàn)的適合作為燒結(jié)助劑的材料有Y2O3、CaO、Li2O、BaO、MgO、SrO2、La2O3、HfO2和CeO2等不與AlN發(fā)生反應(yīng)的氧化物，以及一些稀土金屬與堿土金屬的氟化物和少量具有還原性的化合物（CaC2、YC2、TiO2、ZrO2、TiN等）。單獨采用某種單一的燒結(jié)助劑，在常壓下燒結(jié)通常需要高于1800℃的溫度，利用復(fù)合助劑，設(shè)計合理的助劑及配比，可以進一步有效降低燒結(jié)溫度，也是目前普遍采用的一種氮化鋁低溫?zé)Y(jié)方法。氮化鋁陶瓷基板電子封裝領(lǐng)域的應(yīng)用范圍越來越廣，目前也有一些國內(nèi)企業(yè)在這個領(lǐng)域有所建樹，然而相對于早已接近紅海的海外市場，我國的氮化鋁陶瓷基板的發(fā)展仍處于起步階段，在高...

生產(chǎn)方法：將氨和鋁直接進行氮化反應(yīng)，經(jīng)粉碎、分級制得氮化鋁粉末?；蛘邔⒀趸X和炭充分混合,在電爐中于1700℃還原制得氮化鋁。將高純度鋁粉脫脂(用抽提或在氮氣流中加熱到150℃)后，放到鎳盤中，將盤放在石英或瓷制反應(yīng)管內(nèi)，在提純的氮氣流中慢慢地進行加熱。氮化反應(yīng)在820℃左右時發(fā)出白光迅速地進行。此時，必須大量通氮以防止反應(yīng)管內(nèi)出現(xiàn)減壓。這個激烈的反應(yīng)完畢后，在氮氣流中冷卻。由于產(chǎn)物內(nèi)包有金屬鋁,可將其粉碎，并在氮氣流中于1100～1200℃溫度下再加熱1～2h，即得到灰白色氮化鋁。另外，將鋁在1200～1400℃下蒸發(fā)氣化，使其與氮氣反應(yīng)即得到氮化鋁的須狀物(金屬晶須)。此外,也有將AlCl...

氮化鋁是共價鍵化合物，屬于六方晶系，纖鋅礦型的晶體結(jié)構(gòu)，呈白色或灰白色。室溫強度高，且強度隨溫度的升高下降較慢。氮化鋁導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，是良好的耐熱沖擊材料。具有優(yōu)異的抗熱震性。AlN的導(dǎo)熱率是Al2O3的2～3倍，熱壓時強度比Al2O3還高。氮化鋁對Al和其他熔融金屬、砷化鎵等具有良好的耐蝕性，尤其對熔融Al液具有極好的耐侵蝕性，還具有優(yōu)良的電絕緣性和介電性質(zhì)。但氮化鋁的高溫抗氧化性差，在大氣中易吸潮、水解，和濕空氣、水或含水液體接觸產(chǎn)生熱和氮并迅速分解。在2516℃分解，熱硬度很高，即使在分解溫度前也不軟化變形。氮化鋁和水在室溫下也能緩慢地進行反應(yīng)，而被水解。和干燥氧氣在800℃以上...

直接覆銅陶瓷基板是基于氧化鋁陶瓷基板的一種金屬化技術(shù)，利用銅的含氧共晶液直接將銅敷接在陶瓷上，在銅與陶瓷之間存在很薄的過渡層。由于ＡｌＮ陶瓷對銅幾乎沒有浸潤性能，所以在敷接前必須要對其表面進行氧化處理。由于ＤＢＣ基板的界面靠很薄的一層共晶層粘接，實際生產(chǎn)中很難控制界面層的狀態(tài)，導(dǎo)致界面出現(xiàn)空洞。界面孔洞率不易控制，在承受大電流時，界面空洞周圍會產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，導(dǎo)致陶瓷開裂失效，因此還有必要進行相關(guān)基礎(chǔ)理論研究和工藝條件的優(yōu)化?；钚越饘兮F焊陶瓷基板是利用釬料中含有的少量活性元素，與陶瓷反應(yīng)形成界面反應(yīng)層，實現(xiàn)陶瓷金屬化的一種方法?；钚遭F焊時，通過釬料的潤濕性和界面反應(yīng)可使陶瓷和金屬形成致密的界...

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?；钚蕴岣撸欣谖镔|(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...

氮化鋁化鋁陶瓷是以氮化鋁（AlN）為主晶相的陶瓷，氮化鋁晶體以四面體為結(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Al（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°C，為一種高溫耐熱材料。熱膨脹系數(shù)（4.0-6.0）*10-6/℃。多晶氮化鋁熱導(dǎo)率達260W/（m.k），比氧化鋁高5-8倍，所以耐熱沖擊好，能耐2200℃的高溫。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。氮化鋁陶瓷有很多優(yōu)良特性，但是其難加工屬性限制了氮化鋁陶瓷的發(fā)揮。氮化鋁陶瓷用普通...

氮化鋁陶瓷室溫比較強度高，且不易受溫度變化影響，同時具有比較高的熱導(dǎo)系數(shù)和比較低的熱膨脹系數(shù)，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(yīng)用于燃氣輪機的熱交換器上。由于氮化鋁具有與鋁、鈣等金屬不潤濕等特性，所以可以用其作坩堝、保護管、澆注模具等。將氮化鋁陶瓷作為金屬熔池可以用在浸入式熱電偶保護管中，由于它不粘附熔融金屬，在800~1000℃的熔池中可以連續(xù)使用大約3000個小時以上并且不會被侵蝕破壞。此外，由于氮化鋁材料對熔鹽砷化鎵等材料性能穩(wěn)定，那么將坩堝替代玻璃進行砷化鎵半導(dǎo)體的合成，能夠完全消除硅的污染而得到高純度的砷化鎵。直接氮化法的優(yōu)點是工藝簡單，成本較低，適合工業(yè)大規(guī)...

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(dāng)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(zhǔn)確、操作簡單、模壓坯體中粘...

氮化鋁粉體制備技術(shù)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(shù)問題，同時也在不斷探索新的、更高效的制備技術(shù)。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(shù)成熟、設(shè)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(yīng)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(shù)的發(fā)展方向，針對不同應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)開發(fā)多種規(guī)格的粉體，以滿足導(dǎo)熱陶瓷基板、AlN單晶半導(dǎo)體、高純靶材、導(dǎo)熱填料等領(lǐng)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(shù)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...

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...

熱壓燒結(jié)：即在一定壓力下燒結(jié)陶瓷，可以使加熱燒結(jié)和加壓成型同時進行。無壓燒結(jié)：常壓燒結(jié)氮化鋁陶瓷一般溫度范圍為1600-2000℃，適當(dāng)升高燒結(jié)溫度和延長保溫時間可以提高氮化鋁陶瓷的致密度。微波燒結(jié)：微波燒結(jié)也是一種快速燒結(jié)法，利用微波與介質(zhì)的相互作用產(chǎn)生介電損耗而使坯體整體加熱的燒結(jié)方法。放電等離子燒結(jié)：融合等離子活化、熱壓、電阻加熱等技術(shù)，具有燒結(jié)速度快，晶粒尺寸均勻等特點。自蔓延燒結(jié)：即在超高壓氮氣下利用自蔓延高溫合成反應(yīng)直接制備AlN陶瓷致密材料。但由于高溫燃燒反應(yīng)下原料中的Al易熔融而阻礙氮氣向毛坯內(nèi)部滲透， 難以得到致密度高的AlN陶瓷。以上5中燒結(jié)工藝中，熱壓燒結(jié)是目前制備高熱導(dǎo)...

高導(dǎo)熱氮化鋁基片的燒結(jié)工藝重點包括燒結(jié)方式、燒結(jié)助劑的添加、燒結(jié)氣氛的控制等。放電等離子燒結(jié)是20世紀(jì)90年代發(fā)展并成熟的一種燒結(jié)技術(shù)，它利用脈沖大電流直接施加于模具和樣品上，產(chǎn)生體加熱使被燒結(jié)樣品快速升溫；同時，脈沖電流引起顆粒間的放電效應(yīng)，可凈化顆粒表面，實現(xiàn)快速燒結(jié)，有效地抑制顆粒長大。使用SPS技術(shù)能夠在較低溫度下進行燒結(jié)，且升溫速度快，燒結(jié)時間短。微波燒結(jié)是利用特殊頻段的電磁波與介質(zhì)的相互耦合產(chǎn)生介電損耗，使坯體整體加熱的燒結(jié)方法。微波同時提高了粉末顆?；钚裕铀傥镔|(zhì)的傳遞。微波燒結(jié)也是一種快速燒結(jié)法，同樣可保證樣品安全衛(wèi)生無污染。雖然機理與放電等離子體燒結(jié)有所不同，但是兩者都能實現(xiàn)...

氮化鋁膜是指用氣相沉積、液相沉積、表面轉(zhuǎn)化或其它表面技術(shù)制備的氮化鋁覆蓋層 。氮化鋁膜在微電子和光電子器件、襯底材料、絕緣層材料、封裝材料上有著十分廣闊的應(yīng)用前景。由于它的聲表面波速度高，具有壓電性，可用作聲表面波器件。此外，氮化鋁還具有良好的耐磨損和耐腐蝕性能，可用作防護膜。氮化鋁膜很早用化學(xué)氣相沉積(CVI)制備，其沉積溫度高達1000攝氏度以上。后來，通過采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積，或用物相沉積((PVD)方法，其沉積溫度逐步降到500攝氏度以下、甚至可以在接近室溫條件下沉積。大多數(shù)氮化鋁膜為多晶，但已在藍寶石基材上成功地外延生長制成單晶氮化鋁膜。此外，也曾沉積出非晶氮化鋁膜。氮化鋁的...

氮化鋁的熱傳導(dǎo)機理：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屬于共價化合物，其分子內(nèi)部沒有可自由移動的電子，因此熱量的傳遞是以晶格振動這種形式來實現(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)?？梢钥吹剑丫Ц駜?nèi)部的原子看成小球，這些小球之間彼此由彈簧（共價鍵）連接起來，從而每個原子的振動都要牽動周圍的原子，使振動以彈性波的形式在晶體中傳播。這種晶格振動產(chǎn)生的能量量子，即“聲子”，聲子相互作用使振動傳遞，從而使能量遷移，傳導(dǎo)熱量。AIN晶體以〔...

氮化鋁具有與鋁、鈣等金屬不潤濕等特性，所以可以用其作坩堝、保護管、澆注模具等。將氮化鋁陶瓷作為金屬熔池可以用在浸入式熱電偶保護管中，由于它不粘附熔融金屬，在800~1000℃的熔池中可以連續(xù)使用大約3000個小時以上并且不會被侵蝕破壞。此外，由于氮化鋁材料對熔鹽砷化鎵等材料性能穩(wěn)定，那么將坩堝替代玻璃進行砷化鎵半導(dǎo)體的合成，能夠完全消除硅的污染而得到高純度的砷化鎵。耐熱材料。AlN的介電損耗值較低，為了使之適合作為微波衰減材料，通常添加導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性都良好的金屬或者陶瓷作為微波衰減劑制備成Al N 基的微波衰減陶瓷。目前研究中所涉及到的導(dǎo)電添加劑有碳納米管、TiB2、TiC以及金屬Mo、W、C...