生產方法:將氨和鋁直接進行氮化反應,經粉碎、分級制得氮化鋁粉末。或者將氧化鋁和炭充分混合,在電爐中于1700℃還原制得氮化鋁。將高純度鋁粉脫脂(用抽提或在氮氣流中加熱到150℃)后,放到鎳盤中,將盤放在石英或瓷制反應管內,在提純的氮氣流中慢慢地進行加熱。氮化反應在820℃左右時發出白光迅速地進行。此時,必須大量通氮以防止反應管內出現減壓。這個激烈的反應完畢后,在氮氣流中冷卻。由于產物內包有金屬鋁,可將其粉碎,并在氮氣流中于1100~1200℃溫度下再加熱1~2h,即得到灰白色氮化鋁。另外,將鋁在1200~1400℃下蒸發氣化,使其與氮氣反應即得到氮化鋁的須狀物(金屬晶須)。此外,也有將AlCl3·NH3加成物進行熱分解的制法。直接氮化法:將氮和鋁直接進行氮化反應,經粉碎、分級制得。氮化鋁產品質量受反應爐溫、原料的預混合以及循環氮化鋁粉末所占的混合比例、氮化鋁比表面積等條件的影響。因此需嚴格控制工藝過程,得到穩定特性的氮化鋁粉末(如比表面積、一次粒徑、凝聚粒徑、松密度和表面特性等)。氮化鋁的熱導率也很高,氮化鋁在整個可見光和紅外頻段都具有很高的光學透射率。臺州耐溫氮化硼廠家直銷
氮化鋁陶瓷是一種高技術新型陶瓷。氮化鋁基板具有極高的熱導率,無毒、耐腐蝕、耐高溫,熱化學穩定性好等特點,是大規模集成電路,半導體模塊電路和大功率器件的理想封裝材料、散熱材料、電路元件及互連線承載體。也是提高高分子材料熱導率和力學性能的很佳添加料,氮化鋁陶瓷還可用作熔煉有色金屬和半導體材料砷化鎵的坩堝、熱電偶的保護管、高溫絕緣件、微波介電材料、耐高溫、耐腐蝕結構陶瓷及透明氮化鋁微波陶瓷制品,用作高導熱陶瓷生產原料及樹脂填料等。氮化鋁是電絕緣體,介電性能良好。砷化鎵表面的氮化鋁涂層,能保護它在退火時免受離子的注入。氮化鋁可用作高導熱陶瓷生產原料、AlN陶瓷基片原料、樹脂填料等。臺州耐溫氮化硼廠家直銷氮化鋁的價格高居不下,每公斤上千元的價格也在一定程度上限制了它的應用。
AlN陶瓷金屬化的方法主要有:厚膜金屬化法是在陶瓷基板上通過絲網印刷形成封接用金屬層、導體(電路布線)及電阻等,通過燒結形成釬焊金屬層、電路及引線接點等。厚膜金屬化的步驟一般包括:圖案設計,原圖、漿料的制備,絲網印刷,干燥與燒結。厚膜法的優點是導電性能好,工藝簡單,適用于自動化和多品種小批量生產,但結合強度不高,且受溫度影響大,高溫時結合強度很低。直接覆銅法利用高溫熔融擴散工藝將陶瓷基板與高純無氧銅覆接到一起,所形成的金屬層具有導熱性好、附著強度高、機械性能優良、便于刻蝕、絕緣性及熱循環能力高的優點,但是后續也需要圖形化工藝,同時對AlN進行表面熱處理時形成的氧化物層會降低AlN基板的熱導率。
氧雜質對熱導率的影響:AIN極易發生水解和氧化,使氮化鋁表面發生氧化,導致氧固溶入AIN晶格中形成鋁空位缺陷,這樣就會導致聲子散射增加,平均自由程降低,熱導率也隨之降低。因此,為了提高熱導率,加入合適的燒結助劑來除去晶格中的氧雜質是一種有效的辦法。氮化鋁陶瓷的燒結的關鍵控制要素:AlN是共價化合物,原子的自擴散系數小,鍵能強,導致很難燒結致密,其熔點高達3000℃以上,燒結溫度更是高達1900℃以上,如此高的燒結溫度嚴重制約了氮化鋁在工業上的實際應用。此外,AlN表層的氧雜質是在高溫下才開始向其晶格內部擴散的,因此低溫燒結還有另外一個作用,即延緩燒結時表層的氧雜質向AlN晶格內部擴散,減少晶格內的氧雜質,因此制備高熱導率的AlN陶瓷材料,低溫燒結技術的研究勢在必行。目前工業上,氮化鋁陶瓷的燒結有多種方式,可以根據實際需求,采取不同的燒結方法來獲得致密的陶瓷體,無論用什么燒結方式,細化氮化鋁原始粉料以及添加適宜的低溫燒結助劑能夠有效降低氮化鋁陶瓷的燒結溫度。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。
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率的氮化鋁煅燒體。如果爐內壓力超過150Pa,則不能充分地除去碳,如果溫度超過1500℃進行加熱,氮化鋁晶粒將會有致密化的趨勢,碳的擴散路徑將會被閉合,因此不能充分的除去碳。此處,如果在爐內壓力0.4MPa以上的加壓氣氛下進行煅燒,則液相化的煅燒助劑不易揮發,能有效的預制氮化鋁晶粒的空隙產生,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,導致基板的導熱率下降,;另一方面,如果煅燒溫度超過1900℃,則氮化鋁晶粒過度長大,導致氧化鋁晶粒間的空隙增大,從而導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率及機械強度。晶粒過小,致密度下降,則導熱率下降;晶粒過大,則氮化鋁晶粒間隙增大,從而存在絕緣性、機械強度下降的情況。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。利用AlN陶瓷耐熱耐侵蝕性,可用于制作坩堝、Al蒸發皿等高溫耐蝕部件。杭州多孔氮化鋁粉體廠家直銷
氮化鋁室溫下與水緩慢反應.可由鋁粉在氨或氮氣氛中800~1000℃合成,產物為白色到灰藍色粉末。臺州耐溫氮化硼廠家直銷
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。臺州耐溫氮化硼廠家直銷
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