高性能氮化鋁陶瓷取決于氮化鋁粉體的質量,到目前為止,制備氮化鋁粉體有氧化鋁粉碳熱還原法、鋁粉直接氮化法、化學氣相沉積法、自蔓延高溫合成法等多種方法,各種方法都有其自身的優缺點。綜合來看,氧化鋁粉碳熱還原法和鋁粉直接氮化法比較成熟,是目前制備高性能氮化鋁粉的主流技術,已經用于工業化大規模生產。氮化鋁粉體制備的技術發展趨勢主要表現在兩個方面:一是進一步提升氮化鋁粉體的性能,使之能夠制造出更高熱導率的氮化鋁陶瓷產品;二是進一步提升氮化鋁粉體批次生產穩定性,增大批生產量,降低生產成本。我國目前的高性能氮化鋁粉基本依賴進口,不但價格高昂,而且隨時存在原材料斷供的風險。因此,實現高性能氮化鋁粉制造技術的國產化,已成為當務之急。氮化鋁可用作鋁、銅、銀、鉛等金屬熔煉的坩堝和燒鑄模具材料。溫州微米氮化鋁粉體品牌
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構單元共價鍵化合物,具有纖鋅礦型結構,屬六方晶系。化學組成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(4.0-6.0)*10-6/℃。多晶氮化鋁熱導率達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良特性,但是其難加工屬性限制了氮化鋁陶瓷的發揮。氮化鋁陶瓷用普通CNC不能很好的加工,主要是因為氮化鋁陶瓷材料較硬,普通CNC不適合加工硬度過高的材料,并且機床內部的精密零件也容易受到陶瓷粉末的侵蝕,加工氮化鋁陶瓷可以用鑫騰輝陶瓷CNC,剛性強,防護等級高,專門加工氮化鋁陶瓷等特種陶瓷材料。溫州微米氮化鋁粉體品牌氮化鋁陶瓷基板作為一種新型陶瓷基板。
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℃。其優點是工藝簡單,成本較低,適合工業大規模生產。其缺點是鋁粉表面有氮化物產生,導致氮氣不能滲透,轉化率低;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生自燒結而形成團聚,從而使得粉體顆粒粗化,后期需要球磨粉碎,會摻入雜質。
氮化鋁陶瓷有哪些特性和應用呢:高導熱性和出色的電絕緣性使氮化鋁適用于各種極端環境。氮化鋁是一種高性能材料,特別適用于要求嚴苛的電氣應用。我們將較廣的技術理解與與客戶合作的承諾相結合,確保我們的材料解決方案滿足嚴格的規格,同時提供的性能。氮化鋁可以通過干壓和燒結或使用適當的燒結助劑通過熱壓生產,這些過程的結果是一種在包括氫氣和二氧化碳氣氛在內的一系列惰性環境中在高溫下穩定的材料。氮化鋁主要用于電子領域,特別是當散熱是一項重要功能時。氮化鋁的特性也使其特別適用于制造耐腐蝕產品。典型的氮化鋁特性包括:非常好的導熱性、熱膨脹系數與硅相似、良好的介電性能、良好的耐腐蝕性、在半導體加工環境中的穩定性。典型的氮化鋁應用包括:導熱片、電子基板、IC封裝、功率晶體管基極、微波器件封裝。粘結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。
氮化鋁選用高純度且為微粉的“氮化鋁粉末”,一般而言氧質量含量在1.2%以下,碳質量含量為0.04%以下,Fe含量為30ppm以下,Si含量為60ppm以下。氮化鋁粉體的很大粒徑很好控制在20μm以下的氮化鋁粉末。此處,“氧”基本上屬于雜質,但有防止過分煅燒的作用,因此為了防止煅燒導致的煅燒體強度下降優先選用氧質量含量在0.7%以上的氮化鋁粉末。此外,在原料中常含有“煅燒助劑”,大多使用稀土金屬化合物、堿土金屬化合物、過渡金屬化合物等。例如可選用氧化釔或氧化鋁等,這些煅燒助劑與氮化鋁粉體形成復合的氧化物液相,該液相帶來煅燒體的高密度化,同時,提取氮化鋁晶粒中屬于雜質的氧,以結晶晶界的氧化物進行偏析,從而使氮化鋁基板的導熱率提高。氮化鋁的熱導率也很高,氮化鋁在整個可見光和紅外頻段都具有很高的光學透射率。溫州微米氮化鋁粉體品牌
氮化鋁膜是指用氣相沉積、液相沉積、表面轉化或其它表面技術制備的氮化鋁覆蓋層 。溫州微米氮化鋁粉體品牌
氮化鋁的特性:熱導率高(約320W/m·K),接近BeO和SiC,是Al2O3的5倍以上;熱膨脹系數(4.5×10-6℃)與Si(3.5~4×10-6℃)和GaAs(6×10-6℃)匹配;各種電性能(介電常數、介質損耗、體電阻率、介電強度)優良;機械性能好,抗折強度高于Al2O3和BeO陶瓷,可以常壓燒結;純度高;光傳輸特性好;無毒;可采用流延工藝制作。是一種很有前途的高功率集成電路基片和包裝材料。由于氮化鋁壓電效應的特性,氮化鋁晶體的外延性伸展也用於表面聲學波的探測器。而探測器則會放置於矽晶圓上。只有非常少的地方能可靠地制造這些細的薄膜。利用氮化鋁陶瓷具有較高的室溫和高溫強度,膨脹系數小,導熱性好的特性,可以用作高溫結構件熱交換器材料等。利用氮化鋁陶瓷能耐鐵、鋁等金屬和合金的溶蝕性能,可用作Al、Cu、Ag、Pb等金屬熔煉的坩堝和澆鑄模具材料。溫州微米氮化鋁粉體品牌
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