湖州纳米氮化铝粉体

氮化铝陶瓷低温烧结助剂的选择：在烧结过程中通过添加一些低熔点的烧结助剂，可以在氮化铝烧结过程中产生液相，促进氮化铝胚体的致密烧结。此外，一些烧结助剂除了能够产生液相促进烧结，还能够与氮化铝晶格中的氧杂质反应，起到去除氧杂质净化晶格的作用，从而提高AlN陶瓷的热导性能。然而，烧结助剂不能盲目的添加，添加的量也要适宜，否则可能会产生不利的作用，烧结助剂会引入第二相，第二相的分布控制对热导率影响较大。经研究，在选择氮化铝陶瓷低温烧结助剂时应参照以下几点：添加剂熔点较低，能够在较低的烧结温度下形成液相，通过液相促进烧结；添加剂能够与Al2O3反应，去除氧杂质，净化AlN晶格，进而提高热导率；添加剂不与AlN反应，避免缺陷的产生；添加剂不会诱发AlN发生分解和氧化产生Al2O3和AlON，避免氮化铝陶瓷热导率急剧降低。氮化铝耐热、耐熔融金属的侵蚀，对酸稳定，但在碱性溶液中易被侵蚀。湖州纳米氮化铝粉体

氮化铝粉体的合成方法：直接氮化法：在高温氮气氛围中，铝粉直接与氮气化合生产氮化铝粉末，反应温度一般在800℃~1200℃。反应式为：2Al＋Ｎ2→2AlN。该方法的缺点很明显，在反应初期，铝粉颗粒表面会逐渐生成氮化物膜，使氮气难以进一步渗透，阻碍氮气反应，致使产率较低；又由于铝和氮气之间的反应是强放热反应，速度很快，造成AlN粉体自烧结，形成团聚，使得粉体颗粒粗化。碳热还原法：将氧化铝粉末和碳粉的混合粉末在高温下（1400℃~1800℃）的流动氮气中发生还原氮化反应生成AlN粉末。其反应式为：Al2O3＋3Ｃ＋Ｎ2→２AlN＋3CO。该方法的主要难点在于，对氧化铝和碳的原料要求比较高，原料难以混合均匀，氮化温度较高，合成时间较长，而且还需对过量的碳进行除碳处理，工艺复杂，制备成本较高。湖州纳米氮化铝粉体氧化铍虽然有优良的性能，但其粉末有剧毒。

高电阻率、高热导率和低介电常数是电子封装用基片材料的很基本要求。封装用基片还应与硅片具有良好的热匹配、易成型、高表面平整度、易金属化、易加工、低成本等特点和一定的力学性能。陶瓷由于具有绝缘性能好、化学性质稳定、热导率高、高频特性好等优点，成为很常用的基片材料。常用的陶瓷基片材料有氧化铍、氧化铝、氮化铝等，其中氧化铝陶瓷基板的热导率低，热膨胀系数和硅不太匹配；氧化铍虽然有优良的性能，但其粉末有剧毒；而氮化铝陶瓷具有高热导率、好的抗热冲击性、高温下依然拥有良好的力学性能，被认为是很理想的基板材料。氮化铝陶瓷拥有高硬度和高温强度性能，可用作切割工具、砂轮和拉丝模以及制造工具材料、金属陶瓷材料的原料。还具有优良的耐磨损性能，可用作耐磨损零件，但由于造价高，只能用于磨损严重的部位。将某些易氧化的金属或非金属表面包覆AlN涂层，可以提高其抗氧化、耐磨的性能；也可以用作防腐蚀涂层，如腐蚀性物质的处理器和容器的衬里等。

AIN氮化铝陶瓷作为一种综合性能优良的新型陶瓷材料，因其氮化铝陶瓷具有优良的热传导性，可靠的电绝缘性，低的介电常数和介电损耗，无毒以及与硅相匹配的热膨胀系数等一系列优良特性，被认为是新一代高集成度半导体基片和电子器件封装的理想材料。氮化铝陶瓷可做成氮化铝陶瓷基板，被较广应用到散热需求较高的领域，比如大功率LED模组，半导体等领域。高性能氮化铝粉体是制备高热导率氮化铝陶瓷基片的关键，目前国外氮化铝粉制造工艺已经相当成熟，商品化程度也很高。但掌握高性能氮化铝粉生产技术的厂家并不多，主要分布在日本、德国和美国。氮化铝粉末作为制备陶瓷成品的原料，其纯度、粒度、氧含量以及其它杂质的含量都对后续成品的热导性能、后续烧结，成型工艺有重要影响，是很终成品性能优异与否的基石。氮化铝的热导率也很高，氮化铝在整个可见光和红外频段都具有很高的光学透射率。

流延成型的体系，有机流延体系和水基流延体系。有机流延体系所用到的添加剂的成分均有毒，对绿色生产提出了很大的挑战。近年来，研究者一直致力于寻找添加剂毒性小的流延成型方法。郭坚等以无水乙醇和异丙醇为混合溶剂，利用流延成型制备AlN生坯，烧结后得到AlN陶瓷的热导率为178 W/(m·K)。水基流延体系因为其绿色环保等特点，成为流延成型发展趋势。但其在成型后需要对陶瓷生坯进行干燥，目前干燥技术还有待进一步完善。相对而言，流延成型的生产效率高，产品质量高，但此种方法存在的局限性是只能成型简单外形的陶瓷生坯，无法满足复杂外形的陶瓷生坯成型要求。近年来，随着微电子技术的飞速发展，大规模集成电路和大功率微波器件对高尺寸精度的异形封装和散热器件的需求正在每年成倍增加，因而需要越来越多的微型、复杂形状高导热AlN陶瓷零部件，但是传统的加工方法很难制备出形状和尺寸精度满足需要的零部件。于是，另一种成型方法——粉末注射成型获得越来越多的关注。陶瓷注射成型技术是一种制造复杂形状陶瓷零部件的新兴技术。湖州纳米氮化铝粉体

由于氮化铝压电效应的特性，氮化铝晶体的外延性伸展也用於表面声学波的探测器。湖州纳米氮化铝粉体

烧结是指陶瓷粉体经压力压制后形成的素坯在高温下的致密化过程,在烧结温度下陶瓷粉末颗粒相互键联，晶粒长大，晶界和坯体内空隙逐渐减少，坯体体积收缩，致密度增大，直至形成具有一定强度的多晶烧结体。氮化铝作为共价键化合物，难以进行固相烧结。通常采用液相烧结机制，即向氮化铝原料粉末中加入能够生成液相的烧结助剂，并通过溶解产生液相，促进烧结。AlN烧结动力：粉末的比表面能、晶格缺陷、固液相之间的毛细力等。要制备高热导率的AlN陶瓷，在烧结工艺中必须解决两个问题：是要提高材料的致密度，第二是在高温烧结时，要尽量避免氧原子溶入的晶格中。湖州纳米氮化铝粉体