AlN陶瓷基片的燒結(jié)工藝:燒結(jié)助劑及其添加方式,燒結(jié)助劑主要有兩方面的作用:一方面形成低熔點(diǎn)物相,實(shí)現(xiàn)液相燒結(jié),降低燒結(jié)溫度,促進(jìn)坯體致密化;另一方面,高熱導(dǎo)率是AlN基板的重要性能,而實(shí)際AlN基板中由于存在氧雜質(zhì)等各種缺陷,熱導(dǎo)率低于其理論值,加入燒結(jié)助劑可以與氧反應(yīng),使晶格完整化,進(jìn)而提高熱導(dǎo)率。常用的燒結(jié)助劑主要是以堿土金屬和稀土元素的化合物為主,單元燒結(jié)助劑燒結(jié)能力往往很有限,通常要配合1800℃以上燒結(jié)溫度、較長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間及較多含量的燒結(jié)助劑等條件。燒結(jié)過程中如果只采用一種燒結(jié)助劑,所需要的燒結(jié)溫度難以降低,生產(chǎn)成本較高。二元或多元燒結(jié)助劑各成分間相互促進(jìn),往往會(huì)得到更加明顯的燒結(jié)效果。目前,助燒劑引入的方式一般有2種,一種是直接添加,另一種是以可溶性硝酸鹽形式制成前驅(qū)體原位生成燒結(jié)助劑。后者所生成的燒結(jié)助劑組元分布更為均勻,顆粒更為細(xì)小,比表面能更大。氮化鋁很高可穩(wěn)定到2200℃,室溫強(qiáng)度高,且強(qiáng)度隨溫度的升高下降較慢。麗水片狀氮化鋁粉體
氮化鋁的應(yīng)用:應(yīng)用于襯底材料,AlN晶體是GaN、AlGaN以及AlN外延材料的理想襯底。與藍(lán)寶石或SiC襯底相比,AlN與GaN熱匹配和化學(xué)兼容性更高、襯底與外延層之間的應(yīng)力更小。因此,AlN晶體作為GaN外延襯底時(shí)可大幅度降低器件中的缺陷密度,提高器件的性能,在制備高溫、高頻、高功率電子器件方面有很好的應(yīng)用前景。另外,用AlN晶體做高鋁(Al)組份的AlGaN外延材料襯底還可以有效降低氮化物外延層中的缺陷密度,極大地提高氮化物半導(dǎo)體器件的性能和使用壽命?;贏lGaN的高質(zhì)量日盲探測(cè)器已經(jīng)獲得成功應(yīng)用。超細(xì)氮化硼銷售公司氮化鋁還具有良好的耐磨損和耐腐蝕性能,可用作防護(hù)膜。
目前AlN基片較常用的燒結(jié)工藝一般有5種,即熱壓燒結(jié)、無(wú)壓燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)(SPS)、微波燒結(jié)和自蔓延燒結(jié)。熱壓燒結(jié)是在加熱粉體的同時(shí)進(jìn)行加壓,利用通電產(chǎn)生的焦耳熱和加壓造成的塑性變形來(lái)促進(jìn)燒結(jié)過程的進(jìn)行。相對(duì)于無(wú)壓燒結(jié)來(lái)說,熱壓燒結(jié)的燒結(jié)溫度要低得多,而且燒結(jié)體致密,氣孔率低,但其加熱、冷卻所需時(shí)間較長(zhǎng),且只能制備形狀不太復(fù)雜的樣品。熱壓燒結(jié)是目前制備高熱導(dǎo)率致密化AlN陶瓷的主要工藝。由于AlN具有很強(qiáng)的共價(jià)性,故其在常壓燒結(jié)時(shí)需要的燒結(jié)溫度很高。在常壓燒結(jié)條件下,添加了Y2O3的AlN粉能產(chǎn)生液相燒結(jié)的溫度為1600℃以上,且燒結(jié)溫度要受AlN粒度、添加劑種類及添加劑的含量等因素的影響。常壓燒結(jié)的燒結(jié)溫度一般為1600~2000℃,保溫時(shí)間為2h。
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;溫度過低則粘度過高,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慢,填充過程中冷卻后流動(dòng)性降低,不能完整填充模具,注射速度過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。氮化鋁由于造價(jià)高,只能用于磨損嚴(yán)重的部位。
納米氮化鋁粉體主要用途:導(dǎo)熱塑料中的應(yīng)用:納米氮化鋁粉體可以大幅度提高塑料的導(dǎo)熱率。通過實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品以5-10%的比例添加到塑料中,可以使塑料的導(dǎo)熱率從原來(lái)的0.3提高到5。導(dǎo)熱率提高了1l6倍多。相比較目前市場(chǎng)上的導(dǎo)熱填料(氧化鋁或哦氧化鎂等)具有添加量低,對(duì)制品的機(jī)械性能有提高作用,導(dǎo)熱效果提高更明顯等特點(diǎn)。目前相關(guān)應(yīng)用廠家已經(jīng)大規(guī)模采購(gòu)納米氮化鋁粉體,新型的納米導(dǎo)熱塑料將投放市場(chǎng)。高導(dǎo)熱硅橡膠的應(yīng)用:與硅匹配性能好,在橡膠中容易分散,在不影響橡膠的機(jī)械性能的前提下(實(shí)驗(yàn)證明對(duì)橡膠的機(jī)械性能還有提高作用)可大幅度提升硅橡膠的導(dǎo)熱率,在添加過程中不象氧化物等使黏度上升很快,添加量很小(根據(jù)導(dǎo)熱要求一般在5%左右就可以使導(dǎo)熱率提高50%-70%),現(xiàn)較廣應(yīng)用與,航空以及信息工程中。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。東莞單晶氮化鋁粉體銷售公司
氮化鋁(AIN)是AI-N二元系中穩(wěn)定的相,它具有共價(jià)鍵、六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)。麗水片狀氮化鋁粉體
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(jī)單體,在催化劑和引發(fā)劑的作用下,使料漿中的有機(jī)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(jìn)行脫模、干燥、去除有機(jī)物、燒結(jié),即可得到所需的陶瓷零件。注凝成型的工藝特點(diǎn):坯體強(qiáng)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(wú)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(shì),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)環(huán)境污染的重視,凝膠流延成型和注凝成型必然會(huì)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(jìn)氮化鋁陶瓷的推廣與應(yīng)用。麗水片狀氮化鋁粉體