氮化铝在陶瓷在常温和高温下都具有良好的耐蚀性、稳定性,在2450℃下才会发生分解,可以用作高温耐火材料,如坩埚、浇铸模具。氮化铝陶瓷能够不被铜、铝、银等物质润湿以及耐铝、铁、铝合金的溶蚀,可以成为良好的容器和高温保护层,如热电偶保护管和烧结器具;也可以抵御高温腐蚀性气体的侵蚀,用于制备氮化铝陶瓷静电卡盘这种重要的半导体制造装备的零部件。由于氮化铝对砷化镓等熔盐表现稳定,用氮化铝坩埚代替玻璃来合成砷化镓半导体,可以消除来自玻璃中硅的污染,获得高纯度的砷化镓半导体。氮化铝还是电绝缘体,介电性能良好,用作电器元件也很有希望。天津多孔氮化硼供应商
流延法制备氮化铝陶瓷基板的性质与氮化铝粉料的质量、流延参数、排胶制度和烧结制度等工艺关系密切。据中国粉体网编辑的学习了解,粗的氮化铝粉料易于成型,但不宜形成高质量的基片,细氮化铝粉料只有在严格控制流延参数的情况下方能成型,但成型的流延带质量较好。排胶温度和速度也需严格控制,温度高和速度快将引起流延带的严重开裂。烧成制度非常关键,它将决定基片的很终性能。在生产过程中,通常对流延后的产品质量要求十分严格,因此必须要注意以下几个关键点:刮刀的表面粗糙度、浆料槽液面高度、浆料的均匀性、流延厚度、制定并执行很佳的干燥工艺等。嘉兴球形氮化铝粉体生产商氮化铝陶瓷基片,热导率高,膨胀系数低,强度高,耐高温,耐化学腐蚀,电阻率高,介电损耗小。
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。
氮化铝的应用:应用于发光材料,氮化铝(AlN)的直接带隙禁带很大宽度为6.2eV,相对于间接带隙半导体有着更高的光电转换效率。AlN作为重要的蓝光和紫外发光材料,应用于紫外/深紫外发光二极管、紫外激光二极管以及紫外探测器等。此外,AlN可以和III族氮化物如GaN和InN形成连续的固溶体,其三元或四元合金可以实现其带隙从可见波段到深紫外波段的连续可调,使其成为重要的高性能发光材料。可以说,从性能的角度讲,氮化铝与氮化硅是目前很适合用作电子封装基片的材料,但他们也有个共同的问题就是价格过高。电子封装基片材料:常用的陶瓷基片材料有氧化铍、氧化铝、氮化铝等。
环氧树脂/AlN复合材料:作为封装材料,需要良好的导热散热能力,且这种要求愈发严苛。环氧树脂作为一种有着很好的化学性能和力学稳定性的高分子材料,它固化方便,收缩率低,但导热能力不高。通过将导热能力优异的AlN纳米颗粒添加到环氧树脂中,可有效提高材料的热导率和强度。TiN/AlN复合材料:TiN具有高熔点、硬度大、跟金属同等数量级的导电导热性以及耐腐蚀等优良性质。在AlN基体中添加少量TiN,根据导电渗流理论,当掺杂量达到一定阈值,在晶体中形成导电通路,可以明显调节AlN烧结体的体积电阻率,使之降低2~4个数量级。而且两种材料所制备的复合陶瓷材料具有双方各自的优势,高硬度且耐磨,也可以用作高级研磨材料。氮化铝陶瓷基片是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。天津多孔氮化硼供应商
与氧化铍不同的是氮化铝无毒,氮化铝用金属处理,能取代矾土及氧化铍用于大量电子仪器。天津多孔氮化硼供应商
AlN自扩散系数小难以烧结,一般采用添加碱土金属化合物及稀土镧系化合物,通过液相烧结实现烧结致密化。烧结助剂能在烧结初期和中期明显促进AlN陶瓷烧结,并且在烧结的后期从陶瓷材料中部分挥发,从而制备纯度及致密化程度都较高的AlN陶瓷材料及制品。在此过程中,助烧剂的种类、添加方式、添加量等均会对AlN陶瓷材料及制品的结构与性能产生明显程度的影响。选择AlN陶瓷烧结助剂应遵循以下原则:能在较低的温度下与AlN颗粒表面的氧化铝发生共熔,产生液相,这样才能降低烧结温度;产生的液相对AlN颗粒有良好的浸润性,才能有效起到烧结助剂作用;烧结助剂与氧化铝有较强的结合能力,以除去杂质氧,净化AlN晶界;液相的流动性好,在烧结后期AlN晶粒生长过程中向三角晶界流动,而不至于形成AlN晶粒间的热阻层;烧结助剂很好不与AlN发生反应,否则既容易产生晶格缺陷,又难于形成多面体形态的AlN完整晶形。天津多孔氮化硼供应商
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