影響氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的因素:致密度:根據(jù)氮化鋁的熱傳導(dǎo)性能,低致密度的樣品存在的大量氣孔,會(huì)影響聲子的散射,降低其平均自由程,進(jìn)而降低氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率。同時(shí),低致密度的樣品其機(jī)械性能也可能達(dá)不到相關(guān)應(yīng)用要求。因此,高致密度是氮化鋁陶瓷具有高熱導(dǎo)率的前提。顯微結(jié)構(gòu):氮化鋁陶瓷的顯微組織結(jié)構(gòu)與其熱力學(xué)性能有著一一對(duì)應(yīng),顯微結(jié)構(gòu)包括晶粒尺寸、形貌和晶界第二相的含量及分布等。實(shí)際的氮化鋁陶瓷為多相組成的多晶體,它主要由氮化鋁晶相、鋁酸鹽第二相(晶界相)以及氣孔等缺陷組成。除了對(duì)氮化鋁的晶格缺陷進(jìn)行研究外,許多人還對(duì)氮化鋁的晶粒、晶界形貌、晶界相的組成、性質(zhì)、含量、分布、以及它們與熱導(dǎo)率的關(guān)系進(jìn)行了較廣研究,一般認(rèn)為鋁酸鹽第二相的分布對(duì)熱導(dǎo)率的影響很為重要。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。東莞納米氮化硼生產(chǎn)商
流延法制備氮化鋁陶瓷基板的性質(zhì)與氮化鋁粉料的質(zhì)量、流延參數(shù)、排膠制度和燒結(jié)制度等工藝關(guān)系密切。據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)編輯的學(xué)習(xí)了解,粗的氮化鋁粉料易于成型,但不宜形成高質(zhì)量的基片,細(xì)氮化鋁粉料只有在嚴(yán)格控制流延參數(shù)的情況下方能成型,但成型的流延帶質(zhì)量較好。排膠溫度和速度也需嚴(yán)格控制,溫度高和速度快將引起流延帶的嚴(yán)重開裂。燒成制度非常關(guān)鍵,它將決定基片的很終性能。在生產(chǎn)過(guò)程中,通常對(duì)流延后的產(chǎn)品質(zhì)量要求十分嚴(yán)格,因此必須要注意以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):刮刀的表面粗糙度、漿料槽液面高度、漿料的均勻性、流延厚度、制定并執(zhí)行很佳的干燥工藝等。東莞納米氮化硼生產(chǎn)商氮化鋁可以抵抗大部分融解的鹽的侵襲,包括氯化物及冰晶石〔即六氟鋁酸鈉〕。
氮化鋁陶瓷低溫?zé)Y(jié)助劑的選擇:在燒結(jié)過(guò)程中通過(guò)添加一些低熔點(diǎn)的燒結(jié)助劑,可以在氮化鋁燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生液相,促進(jìn)氮化鋁胚體的致密燒結(jié)。此外,一些燒結(jié)助劑除了能夠產(chǎn)生液相促進(jìn)燒結(jié),還能夠與氮化鋁晶格中的氧雜質(zhì)反應(yīng),起到去除氧雜質(zhì)凈化晶格的作用,從而提高AlN陶瓷的熱導(dǎo)性能。然而,燒結(jié)助劑不能盲目的添加,添加的量也要適宜,否則可能會(huì)產(chǎn)生不利的作用,燒結(jié)助劑會(huì)引入第二相,第二相的分布控制對(duì)熱導(dǎo)率影響較大。經(jīng)研究,在選擇氮化鋁陶瓷低溫?zé)Y(jié)助劑時(shí)應(yīng)參照以下幾點(diǎn):添加劑熔點(diǎn)較低,能夠在較低的燒結(jié)溫度下形成液相,通過(guò)液相促進(jìn)燒結(jié);添加劑能夠與Al2O3反應(yīng),去除氧雜質(zhì),凈化AlN晶格,進(jìn)而提高熱導(dǎo)率;添加劑不與AlN反應(yīng),避免缺陷的產(chǎn)生;添加劑不會(huì)誘發(fā)AlN發(fā)生分解和氧化產(chǎn)生Al2O3和AlON,避免氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率急劇降低。
喂料體系的流變性能對(duì)注射成形起著至關(guān)重要的作用,優(yōu)良的喂料體系應(yīng)該具備低粘度、度和良好的溫度穩(wěn)定性。在成型工藝工程中,既要使喂料具有良好的流動(dòng)性,能完好地填充模具,同時(shí)也應(yīng)有合適的粘度,避免兩相分離,溫度過(guò)高則容易引起粘結(jié)劑的分解,分解出的氣體易造成坯體內(nèi)部氣孔;溫度過(guò)低則粘度過(guò)高,喂料流動(dòng)性差,造成充模不完全。注射壓力也對(duì)生坯質(zhì)量有較大影響,壓力過(guò)低則不能完全排空模具型腔內(nèi)的氣體,造成注射不飽滿,壓力過(guò)高則造成生坯應(yīng)力較大,不易脫模以及脫模后應(yīng)力的釋放造成坯體的變形及開裂。注射速度也對(duì)坯體質(zhì)量有較大影響,較低則喂料填充模具過(guò)慢,填充過(guò)程中冷卻后流動(dòng)性降低,不能完整填充模具,注射速度過(guò)高則容易造成噴射及兩相分離,造成零件表面流紋痕。綜上所述,應(yīng)綜合考慮并選擇適合的注射參數(shù),制備出完好的氮化鋁陶瓷生坯。氮化鋁的熱導(dǎo)率也很高,氮化鋁在整個(gè)可見光和紅外頻段都具有很高的光學(xué)透射率。
AlN陶瓷基片的成型:流延成型制備氮化鋁陶瓷基片的主要工藝,將氮化鋁粉料、燒結(jié)助劑、粘結(jié)劑、溶劑混合均勻制成漿料,通過(guò)流延制成坯片,采用組合模沖成標(biāo)準(zhǔn)片,然后用程控沖床沖成通孔,用絲網(wǎng)印刷印制金屬圖形,將每一個(gè)具有功能圖形的生坯片疊加,層壓成多層陶瓷生坯片,在氮?dú)庵屑s700℃排除粘結(jié)劑,然后在1800℃氮?dú)庵羞M(jìn)行共燒,電鍍后即形成多層氮化鋁陶瓷。流延成型分為有機(jī)流延成型和水基流延成型兩種。流延成型法在AlN陶瓷基片方面的應(yīng)用具有極強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),如設(shè)備要求低,可連續(xù)生產(chǎn)、生產(chǎn)效率高、自動(dòng)化程度高,其生產(chǎn)成本低廉,非常適合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)。注射成型:首先將AlN粉體與有機(jī)粘結(jié)劑按一定比例混合,經(jīng)過(guò)造粒得到性能穩(wěn)定的喂料,然后在注射成型機(jī)上成型素坯,再經(jīng)過(guò)脫脂、燒結(jié)很終獲得AlN陶瓷基片。氮化鋁還是由六方氮化硼轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎降鸬拇呋瘎?。東莞納米氮化硼生產(chǎn)商
直接氮化法:直接氮化法就是在高溫的氮?dú)鈿夥罩?,鋁粉直接與氮?dú)饣仙傻X粉體。東莞納米氮化硼生產(chǎn)商
氮化鋁陶瓷的制備技術(shù):凝膠注模成型技術(shù)原理是首先將粉體、溶劑、分散劑混合球磨,制備具有高固相、粘度的粉體-溶劑濃懸浮液,加入合適的有機(jī)單體,添加引發(fā)劑或固化劑或者通過(guò)外界條件如溫度等的變化使陶瓷漿料中的單體交聯(lián)固化,很終在坯體中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將陶瓷顆粒固定,使?jié){料原位固化成型。與其他成型工藝技術(shù)相比,凝膠注模成型優(yōu)點(diǎn)如下:適用范圍較廣;成型坯體缺陷和變形小,是一種近凈尺寸成型工藝;坯體強(qiáng)度較高,成型坯體可進(jìn)行機(jī)加工;坯體中有機(jī)物含量很低,排膠后成品變形??;陶瓷生坯和燒結(jié)體密度高、均勻性好;成本低、工藝可控。目前,凝膠注模成型的主要問(wèn)題有:水機(jī)注凝成型需要對(duì)氮化鋁粉體做抗水解處理,非水基成型則需要進(jìn)一步尋找和制備凝膠網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)密度、強(qiáng)度適宜且易于制得高固含量低粘度漿料的注凝體系。東莞納米氮化硼生產(chǎn)商
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