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(yùn)動(dòng)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(guò)氮化鋁內(nèi)部聲子的熱傳導(dǎo)機(jī)理可知,要想熱導(dǎo)率高,就要使聲子的傳播更遠(yuǎn)(自由程大),也即減少傳播的阻力,這種阻力一般來(lái)自于聲子擴(kuò)散過(guò)程中的各種散射。燒結(jié)后的陶瓷內(nèi)部通常會(huì)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(guò)不斷研究證實(shí),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。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。臺(tái)州超細(xì)氮化硼生產(chǎn)商
顆粒形狀的影響:相較于顆粒尺寸對(duì)氮化鋁陶瓷的影響,顆粒的形貌對(duì)其的影響主要集中在粉體的流動(dòng)性以及填充率的增加上。工業(yè)上一般認(rèn)為氮化鋁粉體呈球形為合理的選擇。球形粉體比其他形狀如棒狀,雙頭六角形狀流動(dòng)性更好,且填充率也會(huì)相對(duì)高一些。特別是對(duì)于把氮化鋁作為填料的工業(yè)領(lǐng)域,流動(dòng)性差意味著難以均勻混合,勢(shì)必會(huì)對(duì)產(chǎn)品的性能造成一定的負(fù)面影響。氮化鋁粉體填充率越高,其熱膨脹系數(shù)就越小,熱導(dǎo)率越高。相較于其它形狀來(lái)說(shuō),球形粉體制成的封裝材料應(yīng)力集中小、強(qiáng)度高。而且球形粉體摩擦系數(shù)小,對(duì)模具的磨損小,可延長(zhǎng)模具的使用壽命,提高經(jīng)濟(jì)效益。導(dǎo)熱氮化鋁價(jià)格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等金屬熔煉的坩堝和澆鑄模具材料。
AlN陶瓷基片一般采用無(wú)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(jiǎn)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(wú)法制備高性能陶瓷基片。傳統(tǒng)燒結(jié)方式一般通過(guò)外部熱源對(duì)AlN坯體進(jìn)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(guò)坯體吸收微波能量從而進(jìn)行自身加熱,加熱過(guò)程是在整個(gè)材料內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行,升溫速度快,溫度分散均勻,防止AlN陶瓷晶粒的過(guò)度生長(zhǎng)。這種快速燒結(jié)技術(shù)能充分發(fā)揮亞微米級(jí)和納米級(jí)粉末的性能,具有很強(qiáng)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(chǎng)實(shí)現(xiàn)快速燒結(jié)。放電等離子燒結(jié)技術(shù)的主要特點(diǎn)是升溫速度快,燒結(jié)時(shí)間短,燒結(jié)溫度低,可實(shí)現(xiàn)AlN陶瓷的快速低溫?zé)Y(jié)。通過(guò)該燒結(jié)方法,燒結(jié)體的各個(gè)顆??深愃朴谖⒉Y(jié)那樣均勻地自身發(fā)熱以活化顆粒表面,可在短時(shí)間內(nèi)得到致密化、高熱導(dǎo)燒結(jié)體。
氮化鋁陶瓷是一種綜合性能優(yōu)良的新型陶瓷材料,具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性,可靠的電絕緣性,低的介電常數(shù)和介電損耗,無(wú)毒以及與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)等一系列優(yōu)良特性,被認(rèn)為是新一代高集成度半導(dǎo)體基片和電子器件的理想封裝材料。另外,氮化鋁陶瓷可用作熔煉有色金屬和半導(dǎo)體材料砷化鎵的坩堝、蒸發(fā)舟、熱電偶的保護(hù)管、高溫絕緣件,同時(shí)可作為耐高溫耐腐蝕結(jié)構(gòu)陶瓷、透明氮化鋁陶瓷制品,因而成為一種具有較廣應(yīng)用前景的無(wú)機(jī)材料。陶瓷的透明度,一般指能讓一定的電磁頻率范圍內(nèi)的電磁波通過(guò),如紅外頻譜區(qū)域中的電磁波若能穿透陶瓷片,則該陶瓷片為紅外透明陶瓷。純凈的AlN陶瓷為無(wú)色透明晶體,具有優(yōu)異的光學(xué)性能,可以用作制造電子光學(xué)器件裝備的高溫紅外窗口和整流罩的耐熱涂層。因此,氮化鋁陶瓷在方面具有很好的應(yīng)用。氮化鋁膜是指用氣相沉積、液相沉積、表面轉(zhuǎn)化或其它表面技術(shù)制備的氮化鋁覆蓋層 。
提高氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的途徑:選擇合適的燒結(jié)工藝,致密度對(duì)氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率有重要影響,致密度較低的氮化鋁陶瓷很難有較高的熱導(dǎo)率,因此必須選擇合適的燒結(jié)工藝實(shí)現(xiàn)氮化鋁陶瓷的致密化。常壓燒結(jié):常壓燒結(jié)的燒結(jié)溫度通常為1600℃至2000℃,當(dāng)添加了Y2O3燒結(jié)助劑后,氮化鋁粉會(huì)產(chǎn)生液相燒結(jié),燒結(jié)溫度一般在1700℃至1900℃,特別是1800℃很常用,保溫時(shí)間為2h。燒結(jié)溫度還要受到氮化鋁粉粒度、添加劑含量及種類等的影響。熱壓溫度相對(duì)能低一些,一般是在1500℃至1700℃,保溫時(shí)間為0.5h,施加的壓力為20MPa左右。在1500℃至1800℃范圍內(nèi),提高氮化鋁燒結(jié)溫度通常會(huì)明顯提高氮化鋁燒結(jié)體的導(dǎo)熱率和致密度,特別是在常壓燒結(jié)時(shí),這種影響更為明顯。氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的絕緣性、導(dǎo)熱性、耐高溫性、耐腐蝕性以及與硅的熱膨脹系數(shù)相匹配等優(yōu)點(diǎn)。導(dǎo)熱氮化鋁價(jià)格
氮化鋁還是由六方氮化硼轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎降鸬拇呋瘎?。臺(tái)州超細(xì)氮化硼生產(chǎn)商
AIN氮化鋁陶瓷作為一種綜合性能優(yōu)良的新型陶瓷材料,因其氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性,可靠的電絕緣性,低的介電常數(shù)和介電損耗,無(wú)毒以及與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)等一系列優(yōu)良特性,被認(rèn)為是新一代高集成度半導(dǎo)體基片和電子器件封裝的理想材料。氮化鋁陶瓷可做成氮化鋁陶瓷基板,被較廣應(yīng)用到散熱需求較高的領(lǐng)域,比如大功率LED模組,半導(dǎo)體等領(lǐng)域。高性能氮化鋁粉體是制備高熱導(dǎo)率氮化鋁陶瓷基片的關(guān)鍵,目前國(guó)外氮化鋁粉制造工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟,商品化程度也很高。但掌握高性能氮化鋁粉生產(chǎn)技術(shù)的廠家并不多,主要分布在日本、德國(guó)和美國(guó)。氮化鋁粉末作為制備陶瓷成品的原料,其純度、粒度、氧含量以及其它雜質(zhì)的含量都對(duì)后續(xù)成品的熱導(dǎo)性能、后續(xù)燒結(jié),成型工藝有重要影響,是很終成品性能優(yōu)異與否的基石。臺(tái)州超細(xì)氮化硼生產(chǎn)商
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