AlN屬于共價(jià)化合物，自擴(kuò)散系數(shù)小，燒結(jié)致密化非常困難，通常需要使用稀土金屬氧化物和堿土金屬氧化物作為燒結(jié)助劑來促進(jìn)燒結(jié)，但仍需要1800℃以上的燒結(jié)溫度。近幾年，出于減少能耗、降低成本以及實(shí)現(xiàn)AlN與金屬漿料的共同燒結(jié)等因素考慮，人們開始注意AlN低溫?zé)Y(jié)技術(shù)的研究。所謂低溫?zé)Y(jié)是個(gè)相對(duì)概念，指的是將AlN的燒結(jié)溫度降低到1600℃至1700℃之間實(shí)現(xiàn)致密度高的燒結(jié)。一般認(rèn)為，AlN表層的氧是在高溫下才開始向其晶格內(nèi)部擴(kuò)散。因此，低溫?zé)Y(jié)另外一個(gè)潛在的有利影響是可以延緩高溫?zé)Y(jié)時(shí)表層氧向AlN晶格內(nèi)部擴(kuò)散，增進(jìn)后續(xù)熱處理過程中的排氧效果，有利于制備出高熱導(dǎo)率的陶瓷材料。低溫?zé)Y(jié)的關(guān)鍵技術(shù)是選擇有效的燒結(jié)助劑。氮化鋁粉體的制備工藝還有自蔓延合成法、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。大連多孔氮化硼銷售公司

氮化鋁粉體的合成方法：直接氮化法：在高溫氮?dú)夥諊校X粉直接與氮?dú)饣仙a(chǎn)氮化鋁粉末，反應(yīng)溫度一般在800℃~1200℃。反應(yīng)式為：2Al＋Ｎ2→2AlN。該方法的缺點(diǎn)很明顯，在反應(yīng)初期，鋁粉顆粒表面會(huì)逐漸生成氮化物膜，使氮?dú)怆y以進(jìn)一步滲透，阻礙氮?dú)夥磻?yīng)，致使產(chǎn)率較低；又由于鋁和氮?dú)庵g的反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，速度很快，造成AlN粉體自燒結(jié)，形成團(tuán)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(dòng)氮?dú)庵邪l(fā)生還原氮化反應(yīng)生成AlN粉末。其反應(yīng)式為：Al2O3＋3Ｃ＋Ｎ2→２AlN＋3CO。該方法的主要難點(diǎn)在于，對(duì)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(shí)間較長，而且還需對(duì)過量的碳進(jìn)行除碳處理，工藝復(fù)雜，制備成本較高。衢州導(dǎo)熱氮化鋁粉體商家氮化鋁陶瓷基板是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。

由于AlN基板不具有電導(dǎo)性，因此在用作大功率LED散熱基板之前必須對(duì)其表面進(jìn)行金屬化和圖形化。但AlN與金屬是兩類物理化學(xué)性質(zhì)完全不同的材料，兩者差異表現(xiàn)很為突出的就是形成化合物的成鍵方式不同。AlN是強(qiáng)共價(jià)鍵化合物，而金屬一般都表現(xiàn)為金屬鍵化合物，因此與其它化學(xué)鍵的化合物相比，在高溫下AlN與金屬的浸潤性較差，實(shí)現(xiàn)金屬化難度較高。因此，如何實(shí)現(xiàn)AlN基板表面金屬化和圖形化成為大功率LED散熱基板發(fā)展的一個(gè)至關(guān)重要問題。目前使用很較廣的AlN基板金屬化的方法主要有：機(jī)械連接法、厚膜法、活性金屬釬焊法、共燒法、薄膜法、直接覆銅法。

氮化鋁陶瓷低溫?zé)Y(jié)助劑的選擇：在燒結(jié)過程中通過添加一些低熔點(diǎn)的燒結(jié)助劑，可以在氮化鋁燒結(jié)過程中產(chǎn)生液相，促進(jìn)氮化鋁胚體的致密燒結(jié)。此外，一些燒結(jié)助劑除了能夠產(chǎn)生液相促進(jìn)燒結(jié)，還能夠與氮化鋁晶格中的氧雜質(zhì)反應(yīng)，起到去除氧雜質(zhì)凈化晶格的作用，從而提高AlN陶瓷的熱導(dǎo)性能。然而，燒結(jié)助劑不能盲目的添加，添加的量也要適宜，否則可能會(huì)產(chǎn)生不利的作用，燒結(jié)助劑會(huì)引入第二相，第二相的分布控制對(duì)熱導(dǎo)率影響較大。經(jīng)研究，在選擇氮化鋁陶瓷低溫?zé)Y(jié)助劑時(shí)應(yīng)參照以下幾點(diǎn)：添加劑熔點(diǎn)較低，能夠在較低的燒結(jié)溫度下形成液相，通過液相促進(jìn)燒結(jié)；添加劑能夠與Al2O3反應(yīng)，去除氧雜質(zhì)，凈化AlN晶格，進(jìn)而提高熱導(dǎo)率；添加劑不與AlN反應(yīng)，避免缺陷的產(chǎn)生；添加劑不會(huì)誘發(fā)AlN發(fā)生分解和氧化產(chǎn)生Al2O3和AlON，避免氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率急劇降低。氮化鋁是一種以共價(jià)鍵相連的物質(zhì)，它有六角晶體結(jié)構(gòu)，與硫化鋅、纖維鋅礦同形。

AIN氮化鋁陶瓷作為一種綜合性能優(yōu)良的新型陶瓷材料，因其氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性，可靠的電絕緣性，低的介電常數(shù)和介電損耗，無毒以及與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)等一系列優(yōu)良特性，被認(rèn)為是新一代高集成度半導(dǎo)體基片和電子器件封裝的理想材料。氮化鋁陶瓷可做成氮化鋁陶瓷基板，被較廣應(yīng)用到散熱需求較高的領(lǐng)域，比如大功率LED模組，半導(dǎo)體等領(lǐng)域。高性能氮化鋁粉體是制備高熱導(dǎo)率氮化鋁陶瓷基片的關(guān)鍵，目前國外氮化鋁粉制造工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，商品化程度也很高。但掌握高性能氮化鋁粉生產(chǎn)技術(shù)的廠家并不多，主要分布在日本、德國和美國。氮化鋁粉末作為制備陶瓷成品的原料，其純度、粒度、氧含量以及其它雜質(zhì)的含量都對(duì)后續(xù)成品的熱導(dǎo)性能、后續(xù)燒結(jié)，成型工藝有重要影響，是很終成品性能優(yōu)異與否的基石。高溫自蔓延合成法的本質(zhì)與鋁粉直接氮化法相同，但該法不需要在高溫下對(duì)Al粉進(jìn)行氮化。衢州導(dǎo)熱氮化鋁粉體商家

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。大連多孔氮化硼銷售公司

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，它是將Al粉在高壓氮?dú)庵悬c(diǎn)燃后，利用Al和N2反應(yīng)產(chǎn)生的熱量使反應(yīng)自動(dòng)維持，直到反應(yīng)完全，其化學(xué)反應(yīng)式為：2Al(s)+N2(g)→2AlN(s)；其優(yōu)點(diǎn)是高溫自蔓延合成法的本質(zhì)與鋁粉直接氮化法相同，但該法不需要在高溫下對(duì)Al粉進(jìn)行氮化，只需在開始時(shí)將其點(diǎn)燃，故能耗低、生產(chǎn)效率高、成本低。其缺點(diǎn)是要獲得氮化完全的粉體，必需在較高的氮?dú)鈮毫ο逻M(jìn)行，直接影響了該法的工業(yè)化生產(chǎn)。化學(xué)氣相沉淀法：它是在遠(yuǎn)高于理論反應(yīng)溫度，使反應(yīng)產(chǎn)物蒸氣形成很高的過飽和蒸氣壓，導(dǎo)致其自動(dòng)凝聚成晶核，而后聚集成顆粒。大連多孔氮化硼銷售公司

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