杭州单晶氮化铝

氮化铝化铝陶瓷是以氮化铝（AlN）为主晶相的陶瓷，氮化铝晶体以四面体为结构单元共价键化合物，具有纤锌矿型结构，属六方晶系。化学组成Al（65.81%）、N（34.19%），比重3.261g/cm3，白色或灰白色，单晶无色透明，常压下的升华分解温度为2450°C，为一种高温耐热材料。热膨胀系数（4.0-6.0）*10-6/℃。多晶氮化铝热导率达260W/（m.k），比氧化铝高5-8倍，所以耐热冲击好，能耐2200℃的高温。此外，氮化铝具有不受铝液和其它熔融金属及砷化镓侵蚀的特性，特别是对熔融铝液具有极好的耐侵蚀性。氮化铝陶瓷有很多优良特性，但是其难加工属性限制了氮化铝陶瓷的发挥。氮化铝陶瓷用普通CNC不能很好的加工，主要是因为氮化铝陶瓷材料较硬，普通CNC不适合加工硬度过高的材料，并且机床内部的精密零件也容易受到陶瓷粉末的侵蚀，加工氮化铝陶瓷可以用鑫腾辉陶瓷CNC，刚性强，防护等级高，专门加工氮化铝陶瓷等特种陶瓷材料。氮化铝膜在微电子和光电子器件、衬底材料、绝缘层材料、封装材料上有着十分广阔的应用前景。杭州单晶氮化铝

氮化铝陶瓷基片制造并非易事：氮化铝的很大特点是热膨胀系数（CTE）与半导体硅（Si）相当，且热导率高，理论上氮化铝热导率可达到320W/(m·K)，但成本很高。由于制备氮化铝陶瓷的重点原料氮化铝粉体制备工艺复杂、能耗高、周期长、价格昂贵，国内的氮化铝粉体很大程度上依赖进口。原料的批次稳定性、成本也成为国内氮化铝陶瓷基片材料制造的瓶颈。氮化铝基板生产呈地区集中状态，美国、日本、德国等国家和地区是全球很主要的电子元件生产和研发中心，在氮化铝陶瓷基片的研究已远早于国内。日本已有较多企业研发和生产氮化铝陶瓷基片，目前是全球很大的氮化铝陶瓷基片生产国。衢州球形氧化铝供应商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。

提高氮化铝陶瓷热导率的途径：选择合适的烧结工艺，致密度对氮化铝陶瓷的热导率有重要影响，致密度较低的氮化铝陶瓷很难有较高的热导率，因此必须选择合适的烧结工艺实现氮化铝陶瓷的致密化。常压烧结：常压烧结的烧结温度通常为1600℃至2000℃，当添加了Y2O3烧结助剂后，氮化铝粉会产生液相烧结，烧结温度一般在1700℃至1900℃，特别是1800℃很常用，保温时间为2h。烧结温度还要受到氮化铝粉粒度、添加剂含量及种类等的影响。热压温度相对能低一些，一般是在1500℃至1700℃，保温时间为0.5h，施加的压力为20MPa左右。在1500℃至1800℃范围内，提高氮化铝烧结温度通常会明显提高氮化铝烧结体的导热率和致密度，特别是在常压烧结时，这种影响更为明显。

氮化铝陶瓷的流延成型：粘结剂和增塑剂，在流延浆料中加入粘结剂与增塑剂主要是为了提高薄片的强度和改善薄片的韧性及延展性。流延薄片在室温下自然干燥时，溶剂不断挥发，粘结剂则能自身固化成三维网络结构防止薄片中的颗粒沉降，并且赋予薄片一定的强度。增塑剂的引入保证了薄片的柔韧性，同时降低了粘结剂在室温和较低温度时的玻璃化转变温度。流延成型的工艺特点：优点：设备不太复杂，工艺稳定，可连续生产，效率高，自动化程度高，坯膜性能均一且易于控制, 适于制造各种超薄形陶瓷器件，氧化铝陶瓷基片等。缺点：坯体密度小，收缩性高。氮化铝具有高绝缘耐压、热膨胀系数、与硅匹配好等特性，不但用作结构陶瓷的烧结助剂或增强相。

目前，氮化铝也存在一些问题。其一是粉体在潮湿的环境极易与水中羟基形成氢氧化铝，在AlN粉体表面形成氧化铝层，氧化铝晶格溶入大量的氧，降低其热导率，而且也改变其物化性能，给AlN粉体的应用带来困难。抑制AlN粉末的水解处理主要是借助化学键或物理吸附作用在AlN颗粒表面涂覆一种物质，使之与水隔离，从而避免其水解反应的发生。目前抑制水解处理的方法主要有：表面化学改性和表面物理包覆。其二是氮化铝的价格高居不下，每公斤上千元的价格也在一定程度上限制了它的应用。制备氮化铝粉末一般都需要较高的温度，从而导致生产制备过程中的能耗较高，同时存在安全风险，这也是一些高温制备方法无法实现工业化生产的主要弊端。再者是生产制备过程中的杂质掺入或者有害产物的生成问题，例如碳化还原反应过量碳粉的去除问题，以及化学气相沉积法的氯化氢副产物的去除问题，这都要求制备氮化铝的过程中需对反应产物进行提纯，这也导致了生产制备氮化铝的成本居高不下。氮化铝是高温和高功率的电子器件的理想材料。杭州单晶氮化铝

氮化铝但当温度高于1370℃时，便会发生大量氧化作用。杭州单晶氮化铝

氮化铝陶瓷的流延成型：料浆均匀流到或涂到支撑板上，或用刀片均匀的刷到支撑面上，形成浆膜，经干燥形成一定厚度的均匀的素坯膜的一种料浆成型方法。流延成型工艺包括浆料制备、流延成型、干燥及基带脱离等过程。溶剂和分散剂：高固相含量的流延浆料是流延成型制备高性能氮化铝陶瓷的关键因素之一。溶剂和分散剂是高固相含量的流延浆料的关键。溶剂必须满足以下条件：必须与其他添加成分相溶，如分散剂、粘结剂和增塑剂等；化学性质稳定，不与粉料发生化学反应；对粉料颗粒的润湿性能好；易于挥发与烧除；使用安全、卫生且对环境污染小。杭州单晶氮化铝