采用小粒徑氮化鋁粉:氮化鋁燒結(jié)過程的驅(qū)動力為表面能,顆粒細小的AlN粉體能夠增強燒結(jié)活性,增加燒結(jié)推動力從而加速燒結(jié)過程。研究證實,當(dāng)?shù)X原始粉料的起始粒徑細小20倍后,陶瓷的燒結(jié)速率將增加147倍。燒結(jié)原料應(yīng)選擇粒徑小且分布均勻的氮化鋁粉,可防止二次再結(jié)晶,內(nèi)部的大顆粒易發(fā)生晶粒異常生長而不利于致密化燒結(jié);若顆粒分布不均勻,在燒結(jié)過程中容易發(fā)生個別晶體異常長大而影響燒結(jié)。此外,氮化鋁陶瓷的燒結(jié)機理有時也受原始粉末粒度的影響。微米級的氮化鋁粉體按體積擴散機理進行燒結(jié),而納米級的粉體則按晶界擴散或者表面擴散機理進行燒結(jié)。但目前而言,細小均勻的氮化鋁粉體制備很困難,大多通過濕化學(xué)法結(jié)合碳熱還原法制備,不但燒結(jié)工藝復(fù)雜,而且耗能多多規(guī)模的推廣應(yīng)用仍舊有一定的限制。國內(nèi)在小粒徑高性能氮化鋁粉的供應(yīng)上,仍十分稀缺。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。湖州單晶氧化鋁商家
氮化鋁陶瓷的流延成型:料漿均勻流到或涂到支撐板上,或用刀片均勻的刷到支撐面上,形成漿膜,經(jīng)干燥形成一定厚度的均勻的素坯膜的一種料漿成型方法。流延成型工藝包括漿料制備、流延成型、干燥及基帶脫離等過程。溶劑和分散劑,高固相含量的流延漿料是流延成型制備高性能氮化鋁陶瓷的關(guān)鍵因素之一。溶劑和分散劑是高固相含量的流延漿料的關(guān)鍵。溶劑必須滿足以下條件:必須與其他添加成分相溶,如分散劑、粘結(jié)劑和增塑劑等;化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不與粉料發(fā)生化學(xué)反應(yīng);對粉料顆粒的潤濕性能好;易于揮發(fā)與燒除;使用安全、衛(wèi)生且對環(huán)境污染小。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。衢州微米氮化鋁粉體供應(yīng)商氧化鈹雖然有優(yōu)良的性能,但其粉末有劇毒。
在AlN陶瓷的燒結(jié)工藝中,燒結(jié)氣氛的選擇也十分關(guān)鍵的。一般的AlN陶瓷燒結(jié)氣氛有3種:還原型氣氛、弱還原型氣氛和中性氣氛。還原性氣氛一般為CO,弱還原性氣氛一般為H2,中性氣氛一般為N2。在還原氣氛中,AlN陶瓷的燒結(jié)時間及保溫時間不宜過長,燒結(jié)溫度不宜過高,以免AlN被還原。在中性氣氛中不會出現(xiàn)上述情況。所以一般選擇在氮氣中燒結(jié),這樣可以獲得性能更好的AlN陶瓷。目前,國內(nèi)氮化鋁材料的研究制造水平相比國外還有不小差距,研究基本停留在各大科研院所高校、真正能夠獨自產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的機構(gòu)極少。未來需把精力投入到幾種方法的綜合利用或新型陶瓷燒結(jié)技術(shù)研發(fā)上,減小生產(chǎn)成本,使得AlN陶瓷產(chǎn)品的種類豐富,外形尺寸結(jié)構(gòu)多樣化、滿足多種領(lǐng)域應(yīng)用的需求。
在現(xiàn)有可作為基板材料使用的陶瓷材料中,Si3N4陶瓷抗彎強度很高,耐磨性好,是綜合機械性能很好的陶瓷材料,同時其熱膨脹系數(shù)很小,因而被很多人認為是一種很有潛力的功率器件封裝基片材料。但是其制備工藝復(fù)雜,成本較高,熱導(dǎo)率偏低,主要適合應(yīng)用于強度要求較高但散熱要求不高的領(lǐng)域。而氮化鋁各方面性能同樣也非常,尤其是在電子封裝對熱導(dǎo)率的要求方面,氮化鋁優(yōu)勢巨大。不足的是,較高成本的原料和工藝使得氮化鋁陶瓷價格很高,這是制約氮化鋁基板發(fā)展的主要問題。但是隨著氮化鋁制備技術(shù)的不斷發(fā)展,其成本必定會有所降低,氮化鋁陶瓷基板在大功率LED領(lǐng)域大面積應(yīng)用指日可待。結(jié)晶氮化鋁溶于水、無水乙醇、,微溶于鹽酸,其水溶液呈酸性。
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。隨著近年來全球范圍內(nèi)電子陶瓷產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的不斷擴大,CIM 技術(shù)誘人的應(yīng)用前景更值得期待。大連單晶氮化鋁品牌
結(jié)晶氮化鋁:無色斜方品系結(jié)晶工業(yè)品為淡黃色或深黃色結(jié)晶。湖州單晶氧化鋁商家
提高氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的途徑:選擇合適的燒結(jié)工藝,微波燒結(jié):微波燒結(jié)是利用微波與介質(zhì)的相互作用產(chǎn)生介電損耗使坯體整體加熱的燒結(jié)方法。同時,微波可以使粉末顆粒活性提高,有利于物質(zhì)的傳遞。微波燒結(jié)已成為一門新型的陶瓷燒結(jié)技術(shù),它利用整體性自身加熱,使材料加熱的效率提高,升溫速度加快,保溫時間縮短,這有利于提高致密化速度并可以有效抑制晶粒生長,獲得獨特的性能和結(jié)構(gòu)。放電等離子燒結(jié):放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)利用脈沖能、放電脈沖壓力和焦耳熱產(chǎn)生的瞬間高溫場來實現(xiàn)燒結(jié)過程。SPS升溫速度快、燒結(jié)時間短、能在較低溫度下燒結(jié),通過控制燒結(jié)組分與工藝能實現(xiàn)溫度梯度場,可用于燒結(jié)梯度材料及大型工件等復(fù)雜材料。放電等離子燒結(jié)內(nèi)每個顆粒均勻的自身發(fā)熱使顆粒表現(xiàn)活化,因而具有很高的熱導(dǎo)率,可在短時間內(nèi)使燒結(jié)體致密化。湖州單晶氧化鋁商家