氮化鋁陶瓷是一種綜合性能優(yōu)良的新型陶瓷材料,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)體基片和電子器件的理想封裝材料。另外,氮化鋁陶瓷可用作熔煉有色金屬和半導(dǎo)體材料砷化鎵的坩堝、蒸發(fā)舟、熱電偶的保護(hù)管、高溫絕緣件,同時(shí)可作為耐高溫耐腐蝕結(jié)構(gòu)陶瓷、透明氮化鋁陶瓷制品,因而成為一種具有較廣應(yīng)用前景的無機(jī)材料。陶瓷的透明度,一般指能讓一定的電磁頻率范圍內(nèi)的電磁波通過,如紅外頻譜區(qū)域中的電磁波若能穿透陶瓷片,則該陶瓷片為紅外透明陶瓷。純凈的AlN陶瓷為無色透明晶體,具有優(yōu)異的光學(xué)性能,可以用作制造電子光學(xué)器件裝備的高溫紅外窗口和整流罩的耐熱涂層。因此,氮化鋁陶瓷在方面具有很好的應(yīng)用。氮化鋁陶瓷成為新一代大規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體模塊電路及大功率器件的理想散熱和封裝材料。臺(tái)州微米氮化鋁廠家
氮化鋁陶瓷的制備技術(shù):凝膠注模成型技術(shù)原理是首先將粉體、溶劑、分散劑混合球磨,制備具有高固相、粘度的粉體-溶劑濃懸浮液,加入合適的有機(jī)單體,添加引發(fā)劑或固化劑或者通過外界條件如溫度等的變化使陶瓷漿料中的單體交聯(lián)固化,很終在坯體中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將陶瓷顆粒固定,使?jié){料原位固化成型。與其他成型工藝技術(shù)相比,凝膠注模成型優(yōu)點(diǎn)如下:適用范圍較廣;成型坯體缺陷和變形小,是一種近凈尺寸成型工藝;坯體強(qiáng)度較高,成型坯體可進(jìn)行機(jī)加工;坯體中有機(jī)物含量很低,排膠后成品變形??;陶瓷生坯和燒結(jié)體密度高、均勻性好;成本低、工藝可控。目前,凝膠注模成型的主要問題有:水機(jī)注凝成型需要對(duì)氮化鋁粉體做抗水解處理,非水基成型則需要進(jìn)一步尋找和制備凝膠網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)密度、強(qiáng)度適宜且易于制得高固含量低粘度漿料的注凝體系。東莞球形氮化硼哪家好氮化鋁膜在微電子和光電子器件、襯底材料、絕緣層材料、封裝材料上有著十分廣闊的應(yīng)用前景。
氮化鋁粉體的成型工藝有多種,傳統(tǒng)的成型工藝諸如模壓,熱壓,等靜壓等均適用。由于氮化鋁粉體的親水性強(qiáng),為了減少氮化鋁的氧化,成型過程中應(yīng)盡量避免與水接觸。另外,據(jù)中國粉體網(wǎng)編輯了解,熱壓、等靜壓雖然適用于制備高性能的塊體氮化鋁瓷材料,但成本高、生產(chǎn)效率低,無法滿足電子工業(yè)對(duì)氮化鋁陶瓷基片用量日益增加的需求。為了解決這一問題,近年來人們研究采用流延法成型氮化鋁陶瓷基片。流延法目前已成為電子工業(yè)用氮化鋁陶瓷的主要成型工藝。流延成型制備多層氮化鋁陶瓷的主要工藝是:將氮化鋁粉料、燒結(jié)助劑、粘結(jié)劑、溶劑混合均勻制成漿料,通過流延制成坯片,采用組合模沖成標(biāo)準(zhǔn)片,然后用程控沖床沖成通孔,用絲網(wǎng)印刷印制金屬圖形,將每一個(gè)具有功能圖形的生坯片疊加,層壓成多層陶瓷生坯片,在氮?dú)庵屑s700℃排除粘結(jié)劑,然后在1800℃氮?dú)庵羞M(jìn)行共燒,電鍍后即形成多層氮化鋁陶瓷。
氮化鋁具有與鋁、鈣等金屬不潤濕等特性,所以可以用其作坩堝、保護(hù)管、澆注模具等。將氮化鋁陶瓷作為金屬熔池可以用在浸入式熱電偶保護(hù)管中,由于它不粘附熔融金屬,在800~1000℃的熔池中可以連續(xù)使用大約3000個(gè)小時(shí)以上并且不會(huì)被侵蝕破壞。此外,由于氮化鋁材料對(duì)熔鹽砷化鎵等材料性能穩(wěn)定,那么將坩堝替代玻璃進(jìn)行砷化鎵半導(dǎo)體的合成,能夠完全消除硅的污染而得到高純度的砷化鎵。耐熱材料。AlN的介電損耗值較低,為了使之適合作為微波衰減材料,通常添加導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性都良好的金屬或者陶瓷作為微波衰減劑制備成Al N 基的微波衰減陶瓷。目前研究中所涉及到的導(dǎo)電添加劑有碳納米管、TiB2、TiC以及金屬M(fèi)o、W、Cu等。氮化鋁陶瓷室溫比較強(qiáng)度高,且不易受溫度變化影響,同時(shí)具有比較高的熱導(dǎo)系數(shù)和比較低的熱膨脹系數(shù),是一種優(yōu)良的耐熱沖材料及熱交換材料,作為熱交換材料,可望應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)的熱交換器上。結(jié)晶氮化鋁溶于水、無水乙醇、,微溶于鹽酸,其水溶液呈酸性。
燒結(jié)是指陶瓷粉體經(jīng)壓力壓制后形成的素坯在高溫下的致密化過程,在燒結(jié)溫度下陶瓷粉末顆粒相互鍵聯(lián),晶粒長大,晶界和坯體內(nèi)空隙逐漸減少,坯體體積收縮,致密度增大,直至形成具有一定強(qiáng)度的多晶燒結(jié)體。氮化鋁作為共價(jià)鍵化合物,難以進(jìn)行固相燒結(jié)。通常采用液相燒結(jié)機(jī)制,即向氮化鋁原料粉末中加入能夠生成液相的燒結(jié)助劑,并通過溶解產(chǎn)生液相,促進(jìn)燒結(jié)。AlN燒結(jié)動(dòng)力:粉末的比表面能、晶格缺陷、固液相之間的毛細(xì)力等。要制備高熱導(dǎo)率的AlN陶瓷,在燒結(jié)工藝中必須解決兩個(gè)問題:是要提高材料的致密度,第二是在高溫?zé)Y(jié)時(shí),要盡量避免氧原子溶入的晶格中。陶瓷注射成型技術(shù)是一種制造復(fù)雜形狀陶瓷零部件的新興技術(shù)。東莞球形氮化硼哪家好
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。臺(tái)州微米氮化鋁廠家
脫脂體中的殘留碳被除去,以得到具有理想煅燒體組織和熱導(dǎo)率的氮化鋁煅燒體。如果爐內(nèi)壓力超過150Pa,則不能充分地除去碳,如果溫度超過1500℃進(jìn)行加熱,氮化鋁晶粒將會(huì)有致密化的趨勢(shì),碳的擴(kuò)散路徑將會(huì)被閉合,因此不能充分的除去碳。此處,如果在爐內(nèi)壓力0.4MPa以上的加壓氣氛下進(jìn)行煅燒,則液相化的煅燒助劑不易揮發(fā),能有效的預(yù)制氮化鋁晶粒的空隙產(chǎn)生,能有效的提高氮化鋁基板的絕緣特性;如果煅燒溫度不足1700℃,則由于氮化鋁的晶粒的粒子生長不充分而無法得到致密的的煅燒體組織,導(dǎo)致基板的導(dǎo)熱率下降,;另一方面,如果煅燒溫度超過1900℃,則氮化鋁晶粒過度長大,導(dǎo)致氧化鋁晶粒間的空隙增大,從而導(dǎo)致氮化鋁基板的絕緣性下降。一般而言,氮化鋁晶粒的平均粒徑在2μm到5μm之間可以有較好的熱導(dǎo)率及機(jī)械強(qiáng)度。晶粒過小,致密度下降,則導(dǎo)熱率下降;晶粒過大,則氮化鋁晶粒間隙增大,從而存在絕緣性、機(jī)械強(qiáng)度下降的情況。此處,非氧化性氣氛是指不含氧等氧化性氣體的惰性氣氛,還原氣氛等。臺(tái)州微米氮化鋁廠家
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