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。熱壓溫度相對能低一些,一般是在1500℃至1700℃,保溫時間為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,這種影響更為明顯。氮化鋁具有不受鋁液和其它熔融金屬及砷化鎵侵蝕的特性,特別是對熔融鋁液具有極好的耐侵蝕性。臺州導(dǎo)熱氮化鋁廠家直銷
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(yīng)合成法、等離子化學(xué)合成法及化學(xué)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(xué)反應(yīng)式為2Al(s)+N2(g)→2AlN(s),反應(yīng)溫度在800℃-1200℃。其優(yōu)點是工藝簡單,成本較低,適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。其缺點是鋁粉表面有氮化物產(chǎn)生,導(dǎo)致氮氣不能滲透,轉(zhuǎn)化率低;反應(yīng)速度快,反應(yīng)過程難以控制;反應(yīng)釋放出的熱量會導(dǎo)致粉體產(chǎn)生自燒結(jié)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(zhì)。杭州陶瓷氮化鋁結(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。
AlN陶瓷基片一般采用無壓燒結(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,一般無法制備高性能陶瓷基片。傳統(tǒng)燒結(jié)方式一般通過外部熱源對AlN坯體進行加熱,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)通過坯體吸收微波能量從而進行自身加熱,加熱過程是在整個材料內(nèi)部同時進行,升溫速度快,溫度分散均勻,防止AlN陶瓷晶粒的過度生長。這種快速燒結(jié)技術(shù)能充分發(fā)揮亞微米級和納米級粉末的性能,具有很強的發(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)生瞬間高溫場實現(xiàn)快速燒結(jié)。放電等離子燒結(jié)技術(shù)的主要特點是升溫速度快,燒結(jié)時間短,燒結(jié)溫度低,可實現(xiàn)AlN陶瓷的快速低溫?zé)Y(jié)。通過該燒結(jié)方法,燒結(jié)體的各個顆??深愃朴谖⒉Y(jié)那樣均勻地自身發(fā)熱以活化顆粒表面,可在短時間內(nèi)得到致密化、高熱導(dǎo)燒結(jié)體。
在氮化鋁一系列重要的性質(zhì)中,很為明顯的是高的熱導(dǎo)率。關(guān)于氮化鋁的導(dǎo)熱機理,國內(nèi)外已做了大量的研究,并已形成了較為完善的理論體系。主要機理為:通過點陣或晶格振動,即借助晶格波或熱波進行熱的傳遞。量子力學(xué)的研究結(jié)果告訴我們,晶格波可以作為一種粒子——聲子的運動來處理。熱波同樣具有波粒二象性。載熱聲子通過結(jié)構(gòu)基元(原子、離子或分子)間進行相互制約、相互協(xié)調(diào)的振動來實現(xiàn)熱的傳遞。如果晶體為具有完全理想結(jié)構(gòu)的非彈性體,則熱可以自由的由晶體的熱端不受任何干擾和散射向冷端傳遞,熱導(dǎo)率可以達到很高的數(shù)值。其熱導(dǎo)率主要由晶體缺陷和聲子自身對聲子散射控制。由于氮化鋁壓電效應(yīng)的特性,氮化鋁晶體的外延性伸展也用於表面聲學(xué)波的探測器。
氮化鋁在取向硅鋼二次再結(jié)晶中的作用:二次再結(jié)晶在取向鋼的制造過程中不可缺少,它是在鋼鐵材料的方向性方面發(fā)生的現(xiàn)象。可以這樣形容,在幾乎無方向性的基體中,一粒沙子在一瞬間長大成1立方米大的巖石,其結(jié)晶方位大約可達到95%的取向度。在此期問,為了抑制基體的長大,普通的高斯法中,采用MnS、RG和RGH鋼中則利用的是MnSe、Sb,而這里將談?wù)凙IN。關(guān)于二次再結(jié)晶的機理已有很多文獻介紹,這里就A1N的特殊性進行描述。HiB鋼熱軋材中的A1N必須是固溶態(tài)或極細小的AIN。具有(100)[001]方位的立方體織構(gòu)鋼,可以通過對含A1熱軋板進行交叉冷軋得到,這時該鋼種具有以下三個重要的特征。AlN很好是1微米左右粗大尺寸,為此,熱軋時板坯加熱溫度低好,熱軋板的高溫退火對AIN的粗大化有利。采用交叉熱軋,雖然可以進一步提高產(chǎn)生(100)面的機率,但隨著C量的增加,(100)[001]方位即45度立方體的混合比例將增加。氮化鋁(AIN)是AI-N二元系中穩(wěn)定的相,它具有共價鍵、六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)。臺州單晶氮化鋁粉體多少錢
若能以較低的成本制備出氮化鋁粉末,將會提高其商品化程度。臺州導(dǎo)熱氮化鋁廠家直銷
氮化鋁陶瓷的應(yīng)用:氮化鋁粉末純度高,粒徑小,活性大,是制造高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷基片的主要原料。氮化鋁陶瓷基片,熱導(dǎo)率高,膨脹系數(shù)低,強度高,耐高溫,耐化學(xué)腐蝕,電阻率高,介電損耗小,是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁硬度高,超過傳統(tǒng)氧化鋁,是新型的耐磨陶瓷材料,但由于造價高,只能用于磨損嚴重的部位.利用AIN陶瓷耐熱耐熔體侵蝕和熱震性,可制作GaAs晶體坩堝、Al蒸發(fā)皿、磁流體發(fā)電裝置及高溫透平機耐蝕部件,利用其光學(xué)性能可作紅外線窗口。氮化鋁薄膜可制成高頻壓電元件、超大規(guī)模集成電路基片等。氮化鋁耐熱、耐熔融金屬的侵蝕,對酸穩(wěn)定,但在堿性溶液中易被侵蝕。AIN新生表面暴露在濕空氣中會反應(yīng)生成極薄的氧化膜。 利用此特性,可用作鋁、銅、銀、鉛等金屬熔煉的坩堝和燒鑄模具材料。AIN陶瓷的金屬化性能較好,可替代有毒性的氧化鈹瓷在電子工業(yè)中較廣應(yīng)用。臺州導(dǎo)熱氮化鋁廠家直銷
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