提高氮化鋁陶瓷熱導率的途徑:選擇合適的燒結工藝,熱壓燒結:熱壓燒結是指在機械壓力和溫度同時作用下,對粉料進行燒結獲得致密塊體的過程。熱壓燒結可以使加熱燒結和加壓成型同時進行。在高溫下坯體持續受到壓力作用,粉末原料處于熱塑性狀態,有利于物質的擴散和流動,并且外加壓力抵消了形變阻力,促進了粉末顆粒之間的接觸。熱壓燒結可以降低氮化鋁陶瓷的燒結溫度,而且不用燒結助劑也能使氮化鋁燒結致密,且除氧能力強,但是缺點是設備昂貴,而且只能制備形狀簡單的樣品。氮化鋁與氮化硅是目前很適合用作電子封裝基片的材料,但他們也有個共同的問題就是價格過高。上海微米氮化硼價格
氮化鋁陶瓷具有優良的絕緣性、導熱性、耐高溫性、耐腐蝕性以及與硅的熱膨脹系數相匹配等優點,成為新一代大規模集成電路、半導體模塊電路及大功率器件的理想散熱和封裝材料。成型工藝是陶瓷制備的關鍵技術,是提高產品性能和降低生產成本的重要環節之一。隨著工業技術的高速發展,傳統的成型方法已難以滿足人們對陶瓷材料在性能和形狀方面的要求。陶瓷的濕法成型近年來成為研究的重點,因為濕法成型具有工藝簡單、生產效率高、成本低和可制備復雜形狀制品等優點,易于工業化推廣。濕法成型包括流延成型、注漿成型、注射成型和注凝成型等。臺州電絕緣氮化鋁粉體品牌隨著工業技術的高速發展,傳統的成型方法已難以滿足人們對陶瓷材料在性能和形狀方面的要求。
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系數和比較低的熱膨脹系數,是一種優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。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定,那么將坩堝替代玻璃進行砷化鎵半導體的合成,能夠完全消除硅的污染而得到高純度的砷化鎵。
氮化鋁的應用:應用于發光材料,氮化鋁(AlN)的直接帶隙禁帶很大寬度為6.2eV,相對于間接帶隙半導體有著更高的光電轉換效率。AlN作為重要的藍光和紫外發光材料,應用于紫外/深紫外發光二極管、紫外激光二極管以及紫外探測器等。此外,AlN可以和III族氮化物如GaN和InN形成連續的固溶體,其三元或四元合金可以實現其帶隙從可見波段到深紫外波段的連續可調,使其成為重要的高性能發光材料。可以說,從性能的角度講,氮化鋁與氮化硅是目前很適合用作電子封裝基片的材料,但他們也有個共同的問題就是價格過高。結晶氮化鋁主要用于情密鑄造模殼的硬化劑,木材防腐劑,造紙施膠沉淀劑。
生產方法:將氨和鋁直接進行氮化反應,經粉碎、分級制得氮化鋁粉末。或者將氧化鋁和炭充分混合,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管內,在提純的氮氣流中慢慢地進行加熱。氮化反應在820℃左右時發出白光迅速地進行。此時,必須大量通氮以防止反應管內出現減壓。這個激烈的反應完畢后,在氮氣流中冷卻。由于產物內包有金屬鋁,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℃下蒸發氣化,使其與氮氣反應即得到氮化鋁的須狀物(金屬晶須)。此外,也有將AlCl3·NH3加成物進行熱分解的制法。直接氮化法:將氮和鋁直接進行氮化反應,經粉碎、分級制得。氮化鋁產品質量受反應爐溫、原料的預混合以及循環氮化鋁粉末所占的混合比例、氮化鋁比表面積等條件的影響。因此需嚴格控制工藝過程,得到穩定特性的氮化鋁粉末(如比表面積、一次粒徑、凝聚粒徑、松密度和表面特性等)。氮化鋁具有高絕緣耐壓、熱膨脹系數、與硅匹配好等特性,不但用作結構陶瓷的燒結助劑或增強相。上海微米氮化硼價格
良好的粘結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生。上海微米氮化硼價格
目前,AlN陶瓷燒結氣氛有3種:中性氣氛、還原型氣氛和弱還原型氣氛。中性氣氛采用常用的N2、還原性氣氛采用CO,弱還原性氣氛則使用H2。在還原氣氛中,AlN陶瓷的燒結時間及保溫時間不宜過長,且其燒結溫度不能過高,以免AlN被還原。而在中性氣氛中不會出現上述情況,因此一般選擇在氮氣中燒結,以此獲得性能更高的AlN陶瓷。在氮化鋁陶瓷基板燒結過程中,除了工藝和氣氛影響著產品的性能外,燒結助劑的選擇也尤為重要。AlN燒結助劑一般是堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物,燒結助劑主要有兩方面的作用:一方面形成低熔點物相,實現液相燒結,降低燒結溫度,促進坯體致密化;另一方面,高熱導率是AlN基板的重要性能,而實現AlN基板中由于存在氧雜質等各種缺陷,熱導率低于及理論值,加入燒結助劑可以與氧反應,使晶格完整化,進而提高熱導率。選擇多元復合燒結助劑,往往能獲得比單一燒結助劑更好的燒結效果找到合適的低溫燒結助劑,實現AlN低溫燒結,就可以減少能耗、降低成本,便于進行連續生產。 上海微米氮化硼價格
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