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(xù)受到壓力作用,粉末原料處于熱塑性狀態(tài),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。氮化鋁陶瓷是以氮化鋁(AIN)為主晶相的陶瓷。寧波電絕緣氮化硼哪家好
致密度不高的材料熱導率也不會高。為了獲得高致密度的氮化鋁陶瓷,一般采取的方法有:使用超細粉、改善燒結方式、引入燒結助劑等方法。因此,氮化鋁粉體粒徑的大小會直接影響到氮化鋁陶瓷燒結的致密度。超細氮化鋁粉體由于其高的比表面積,會在燒結的過程中增加燒結的推動力,加速燒結的過程。此外,粉體的尺寸變小也就意味著物質的擴散距離變短,高溫下有利于液相物質的生成,極大地加強了流動傳質作用。由于氮化鋁自擴散系數(shù)小,燒結非常困難。只有使用純度高的超細粉,才可以在燒結的過程中盡可能地減少氣孔的出現(xiàn),保持高致密度。因此,據(jù)中國粉體網(wǎng)編輯的了解,工業(yè)上一般要求超細氮化鋁粉體的D50(即顆粒累積分布為50%的粒徑)尺寸盡可能地保持在1~1.5μm左右且粒度均勻。寧波電絕緣氮化硼哪家好高溫自蔓延合成法的本質與鋁粉直接氮化法相同,但該法不需要在高溫下對Al粉進行氮化。
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(shù)(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(shù)、介質損耗、體電阻率、介電強度)優(yōu)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(shù)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。
由于氮化鋁陶瓷基片的特殊技術要求,加上設備投資大、制造工藝復雜,氮化鋁陶瓷基片重點制造技術被日本等國家的幾個大公司掌控。氮化鋁陶瓷基片制備、燒結及后期加工等特殊要求較高,尤其是在產(chǎn)品領域對產(chǎn)品性能、穩(wěn)定性等要求更高,再加上設備投資大、制造工藝復雜。目前,我國氮化鋁陶瓷基片生產(chǎn)企業(yè)缺乏重點技術,再加上我國大多數(shù)氮化鋁陶瓷基片生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模較小,研發(fā)投入資金有限,技術人員較少且經(jīng)驗不足,導致我國氮化鋁陶瓷基片整體技術水平較低,產(chǎn)品缺乏競爭力,主要集中在中低端產(chǎn)品。近幾年,中國氮化鋁基板生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量增長趨勢很快,原有企業(yè)也積極擴大生產(chǎn)規(guī)模。氮化鋁產(chǎn)量不斷增長,增長速度有加快趨勢,但是國內氮化鋁產(chǎn)量仍然不足,不能滿足國內需求,還需要從國外大量進口。氮化鋁的應用:應用于襯底材料,AlN晶體是GaN、AlGaN以及AlN外延材料的理想襯底。
氮化鋁陶瓷的注凝成型:該工藝的基本原理是在黏度低、固相含量高的料漿中加入有機單體,在催化劑和引發(fā)劑的作用下,使料漿中的有機單體交聯(lián)聚合形成三維網(wǎng)狀結構,使料漿原位固化成型,然后再進行脫模、干燥、去除有機物、燒結,即可得到所需的陶瓷零件。注凝成型的工藝特點:坯體強度高、坯體整體均勻性好、可做近凈尺寸成型、適于制備復雜形狀陶瓷部件和工業(yè)化推廣、無排膠困難、成本低等。目前流延成型和注射成型在制備氮化鋁陶瓷方面具有一定優(yōu)勢,隨著科學技術的發(fā)展以及人們對環(huán)境污染的重視,凝膠流延成型和注凝成型必然會取代上述兩種方法,成為氮化鋁陶瓷的主要生產(chǎn)方法,從而促進氮化鋁陶瓷的推廣與應用。復合材料,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。寧波電絕緣氮化硼哪家好
氮化鋁陶瓷作為耐火材料應用于純鐵、鋁以及鋁合金的熔煉。寧波電絕緣氮化硼哪家好
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,具有導熱效率高、力學性能好、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,其應用范圍不斷擴展。氮化鋁陶瓷基板應用領域較廣,涉及到汽車電子、光電通信、航空航天、消費電子、LED、軌道交通、新能源等多個領域,但受生產(chǎn)工藝、技術水平、市場價格等因素的影響,目前我國氮化鋁陶瓷基板應用范圍仍較窄,主要應用在制造業(yè)領域。相比與氧化鋁陶瓷基板,氮化鋁陶瓷基板性能優(yōu)異,隨著市場對基板性能的要求不斷提升,未來我國氮化鋁陶瓷基板行業(yè)發(fā)展空間廣闊。寧波電絕緣氮化硼哪家好