湖州耐溫氮化鋁

來源: 發(fā)布時間:2022-06-09

AlN陶瓷基片一般采用無壓燒結(jié),該燒結(jié)方法是一種很普通的燒結(jié),雖然工藝簡單、成本較低、可制備形狀復(fù)雜,但燒結(jié)溫度一般偏高,再不添加燒結(jié)助劑的情況下,一般無法制備高性能陶瓷基片。傳統(tǒng)燒結(jié)方式一般通過外部熱源對AlN坯體進行加熱,熱傳導(dǎo)不均且速度較慢,將影響燒結(jié)質(zhì)量。微波燒結(jié)通過坯體吸收微波能量從而進行自身加熱,加熱過程是在整個材料內(nèi)部同時進行,升溫速度快,溫度分散均勻,防止AlN陶瓷晶粒的過度生長。這種快速燒結(jié)技術(shù)能充分發(fā)揮亞微米級和納米級粉末的性能,具有很強的發(fā)展前景。放電等離子燒結(jié)技術(shù)主要利用放電脈沖壓力、脈沖能和焦耳熱產(chǎn)生瞬間高溫場實現(xiàn)快速燒結(jié)。放電等離子燒結(jié)技術(shù)的主要特點是升溫速度快,燒結(jié)時間短,燒結(jié)溫度低,可實現(xiàn)AlN陶瓷的快速低溫?zé)Y(jié)。通過該燒結(jié)方法,燒結(jié)體的各個顆粒可類似于微波燒結(jié)那樣均勻地自身發(fā)熱以活化顆粒表面,可在短時間內(nèi)得到致密化、高熱導(dǎo)燒結(jié)體。氮化鋁粉體的制備工藝:高溫自蔓延合成法:高溫自蔓延合成法是直接氮化法的衍生方法。湖州耐溫氮化鋁

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熱導(dǎo)率K在聲子傳熱中的關(guān)系式為:K=1/3cvλ;上式c為陶瓷體本身的熱容,v為聲子的平均運動速度,λ為聲子的平均自由程。材料本身的熱容(c)接近常數(shù),氮化鋁的熱容大是氮化鋁的熱導(dǎo)率高的原因之一,聲子速度(v)與晶體密度和彈性力學(xué)性質(zhì)有關(guān),也可視為常數(shù),所以,聲子的傳播距離(平均自由程),是影響很終宏觀上氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率表現(xiàn)的關(guān)鍵。所以我們通過氮化鋁內(nèi)部聲子的熱傳導(dǎo)機理可知,要想熱導(dǎo)率高,就要使聲子的傳播更遠(自由程大),也即減少傳播的阻力,這種阻力一般來自于聲子擴散過程中的各種散射。燒結(jié)后的陶瓷內(nèi)部通常會有各種晶體缺陷、雜質(zhì)、氣孔以及引入的第二相,這些因素的作用使聲子發(fā)生散射,也就影響了很終的熱導(dǎo)率。通過不斷研究證實,在眾多影響AlN陶瓷熱導(dǎo)率因素中,AlN陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)、氧雜質(zhì)含量尤為突出。湖州耐溫氮化鋁粘結(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。

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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確、操作簡單、模壓坯體中粘結(jié)劑含量較少、干燥和燒成收縮較小,特別適用于制備形狀簡單、長徑比小的制品。但是,這種傳統(tǒng)的成型方法效率低,且制得的AlN陶瓷零部件的尺寸精度取決于所用模具的精度,而高精度模具的制備成本較高。

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(jié)構(gòu),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(jié),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(fù)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(xué)技術(shù)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(yīng)用。提高氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的途徑:加入適當(dāng)?shù)臒Y(jié)助劑,可促進氮化鋁陶瓷致密化。

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環(huán)氧樹脂/AlN復(fù)合材料:作為封裝材料,需要良好的導(dǎo)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(xué)性能和力學(xué)穩(wěn)定性的高分子材料,它固化方便,收縮率低,但導(dǎo)熱能力不高。通過將導(dǎo)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(dǎo)率和強度。TiN/AlN復(fù)合材料:TiN具有高熔點、硬度大、跟金屬同等數(shù)量級的導(dǎo)電導(dǎo)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(dǎo)電滲流理論,當(dāng)摻雜量達到一定閾值,在晶體中形成導(dǎo)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(fù)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。氮化鋁防導(dǎo)熱性好,熱膨脹系數(shù)小,是良好的耐熱沖擊材料。紹興耐溫氮化鋁粉體銷售公司

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。湖州耐溫氮化鋁

機械連接法的特點是采取合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計將AlN基板與金屬連接在一起,主要有熱套連接和螺栓連接兩種。機械連接方法具有工藝簡單,可行性好等特點,但它常常會產(chǎn)生應(yīng)力集中,并且不適用于高溫環(huán)境。厚膜法是通過絲網(wǎng)印刷在AlN基板表面涂刷一層導(dǎo)體漿料,經(jīng)燒結(jié)形成引線接點及電路。厚膜導(dǎo)體漿料一般由導(dǎo)電金屬粉末(Au、Ag、Cu等,粒度為1-5μm)、玻璃粘結(jié)劑和有機載體(包括表面活性劑、有機溶劑和增稠劑等)經(jīng)混合球磨而成。其中導(dǎo)電金屬粉末決定了漿料成膜后的電學(xué)性能和機械性能,玻璃粘結(jié)劑的作用是粘結(jié)導(dǎo)電金屬粉末與基體材料并決定了兩者之的粘結(jié)強度,有機載體作為溶劑將金屬粉末與粘結(jié)劑混合在一起。湖州耐溫氮化鋁