氮化鋁粉體的制備工藝主要有直接氮化法和碳熱還原法,此外還有自蔓延合成法、高能球磨法、原位自反應合成法、等離子化學合成法及化學氣相沉淀法等。直接氮化法:直接氮化法就是在高溫的氮氣氣氛中,鋁粉直接與氮氣化合生成氮化鋁粉體,其化學反應式為2Al(s)+N2(g)→2AlN(s),反應溫度在800℃-1200℃。其優點是工藝簡單,成本較低,適合工業大規模生產。其缺點是鋁粉表面有氮化物產生,導致氮氣不能滲透,轉化率低;反應速度快,反應過程難以控制;反應釋放出的熱量會導致粉體產生自燒結而形成團聚,從而使得粉體顆粒粗化,后期需要球磨粉碎,會摻入雜質。氮化鋁陶瓷成為新一代大規模集成電路、半導體模塊電路及大功率器件的理想散熱和封裝材料。紹興球形氮化鋁粉體品牌
影響氮化鋁陶瓷熱導率的因素:影響氮化鋁陶瓷熱導率的主要因素有晶格的氧含量、致密度、顯微結構、粉體純度等。氧含量及雜質:對于氮化鋁陶瓷來說,由于它對氧的親和作用強烈,氧雜質易于在燒結過程中擴散進入AlN晶格,與多種缺陷直接相關,是影響氮化鋁熱導率的很主要根源。在聲子-缺陷的散射中,起主要作用的是雜質氧和氧化鋁的存在,由于氮化鋁易于水解和氧化,表面形成一層氧化鋁膜,氧化鋁溶入氮化鋁晶格中產生鋁空位。使得氮化鋁晶格出現非諧性,影響聲子散射,從而使氮化鋁陶瓷熱導率急劇降低。紹興球形氮化鋁粉體品牌氮化鋁材料有陶瓷型和薄膜型兩種。
流延法制備氮化鋁陶瓷基板的性質與氮化鋁粉料的質量、流延參數、排膠制度和燒結制度等工藝關系密切。據中國粉體網編輯的學習了解,粗的氮化鋁粉料易于成型,但不宜形成高質量的基片,細氮化鋁粉料只有在嚴格控制流延參數的情況下方能成型,但成型的流延帶質量較好。排膠溫度和速度也需嚴格控制,溫度高和速度快將引起流延帶的嚴重開裂。燒成制度非常關鍵,它將決定基片的很終性能。在生產過程中,通常對流延后的產品質量要求十分嚴格,因此必須要注意以下幾個關鍵點: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、制定并執行很佳的干燥工藝等。
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鍵因素之一。溶劑和分散劑是高固相含量的流延漿料的關鍵。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、粘結劑和增塑劑等;化學性質穩定,不與粉料發生化學反應;對粉料顆粒的潤濕性能好;易于揮發與燒除;使用安全、衛生且對環境污染小。氮化鋁很高可穩定到2200℃,室溫強度高,且強度隨溫度的升高下降較慢。
氮化鋁粉體的合成方法:直接氮化法:在高溫氮氣氛圍中,鋁粉直接與氮氣化合生產氮化鋁粉末,反應溫度一般在800℃~1200℃。反應式為:2Al+N2→2AlN。該方法的缺點很明顯,在反應初期,鋁粉顆粒表面會逐漸生成氮化物膜,使氮氣難以進一步滲透,阻礙氮氣反應,致使產率較低;又由于鋁和氮氣之間的反應是強放熱反應,速度很快,造成AlN粉體自燒結,形成團聚,使得粉體顆粒粗化。碳熱還原法:將氧化鋁粉末和碳粉的混合粉末在高溫下(1400℃~1800℃)的流動氮氣中發生還原氮化反應生成AlN粉末。其反應式為:Al2O3+3C+N2→2AlN+3CO。該方法的主要難點在于,對氧化鋁和碳的原料要求比較高,原料難以混合均勻,氮化溫度較高,合成時間較長,而且還需對過量的碳進行除碳處理,工藝復雜,制備成本較高。利用AIN陶瓷耐熱耐熔體侵蝕和熱震性,可制作Al蒸發皿、磁流體發電裝置及高溫透平機耐蝕部件。紹興球形氮化鋁粉體品牌
在氮化鋁一系列重要的性質中,很為明顯的是高的熱導率。紹興球形氮化鋁粉體品牌
氮化鋁因其相對優異的導熱性和無毒性質而成為很常用的材料。它具有非常高的導熱性和出色的電絕緣性能的非常有趣的組合。這使得氮化鋁注定用于電力和微電子應用。例如,它在半導體中用作電路載體(基板)或在 LED 照明技術或大功率電子設備中用作散熱器。氮化鋁耐熔融鋁、鎵、鐵、鎳、鉬、硅和硼。氮化鋁可以金屬化、電鍍和釬焊。它也是一種良好的電絕緣體,如果需要,可以很容易地進行金屬化。出于這個原因,該材料通常用作散熱器或其他需要快速散熱的應用。氮化鋁可以形成大的形狀,也很容易作為薄基板獲得。氮化鋁主要用于電子領域,特別是當散熱是一項重要功能時。高導熱性和出色的電絕緣性使氮化鋁適用于各種極端環境,尤其適用于要求苛刻的電氣應用。氮化鋁的特性是高導熱性、高電絕緣能力和低熱膨脹。紹興球形氮化鋁粉體品牌
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