上海陶瓷氧化铝

氮化铝陶瓷具有优良的绝缘性、导热性、耐高温性、耐腐蚀性以及与硅的热膨胀系数相匹配等优点，成为新一代大规模集成电路、半导体模块电路及大功率器件的理想散热和封装材料。成型工艺是陶瓷制备的关键技术，是提高产品性能和降低生产成本的重要环节之一。随着工业技术的高速发展，传统的成型方法已难以满足人们对陶瓷材料在性能和形状方面的要求。陶瓷的湿法成型近年来成为研究的重点，因为湿法成型具有工艺简单、生产效率高、成本低和可制备复杂形状制品等优点，易于工业化推广。湿法成型包括流延成型、注浆成型、注射成型和注凝成型等。氮化铝耐热、耐熔融金属的侵蚀，对酸稳定，但在碱性溶液中易被侵蚀。上海陶瓷氧化铝

目前，AlN陶瓷烧结气氛有3种：中性气氛、还原型气氛和弱还原型气氛。中性气氛采用常用的N2、还原性气氛采用CO，弱还原性气氛则使用H2。在还原气氛中，AlN陶瓷的烧结时间及保温时间不宜过长，且其烧结温度不能过高，以免AlN被还原。而在中性气氛中不会出现上述情况，因此一般选择在氮气中烧结，以此获得性能更高的AlN陶瓷。在氮化铝陶瓷基板烧结过程中，除了工艺和气氛影响着产品的性能外，烧结助剂的选择也尤为重要。AlN烧结助剂一般是碱金属氧化物和碱土金属氧化物，烧结助剂主要有两方面的作用：一方面形成低熔点物相，实现液相烧结，降低烧结温度，促进坯体致密化；另一方面，高热导率是AlN基板的重要性能，而实现AlN基板中由于存在氧杂质等各种缺陷，热导率低于及理论值，加入烧结助剂可以与氧反应，使晶格完整化，进而提高热导率。选择多元复合烧结助剂，往往能获得比单一烧结助剂更好的烧结效果找到合适的低温烧结助剂，实现AlN低温烧结，就可以减少能耗、降低成本，便于进行连续生产。 金华单晶氮化铝粉体生产商氮化铝陶瓷成为新一代大规模集成电路、半导体模块电路及大功率器件的理想散热和封装材料。

氮化铝陶瓷的制备技术：压制成形的三个阶段：一阶段，主要是颗粒的滑动和重排，无论是一般的粉体或者造粒后的粉体，其填充于模具中的很初结构中都含有和颗粒尺寸接近或稍小的空隙。第二阶段，颗粒接触点部位发生变形和破裂，当压力超过颗粒料的表观屈服应力时，颗粒发生变形使得颗粒间空隙减小，随着颗粒的变形，坯体体积很大空隙尺寸减少，塑性低的致密粒料对应的屈服应力大，达到相同致密度所需要更高的压力。第三阶段，坯体进一步密实与弹性压缩，这一阶段起始于高压力阶段，但密度提高幅度较小，此阶段发生一定程度的弹性压缩，这种弹性压缩过大，则在脱模后会造成应力开裂与分层。模压成型的优点是成型坯体尺寸准确、操作简单、模压坯体中粘结剂含量较少、干燥和烧成收缩较小，特别适用于制备形状简单、长径比小的制品。但是，这种传统的成型方法效率低，且制得的AlN陶瓷零部件的尺寸精度取决于所用模具的精度，而高精度模具的制备成本较高。

在氮化铝一系列重要的性质中，很为明显的是高的热导率。关于氮化铝的导热机理，国内外已做了大量的研究，并已形成了较为完善的理论体系。主要机理为：通过点阵或晶格振动，即借助晶格波或热波进行热的传递。量子力学的研究结果告诉我们，晶格波可以作为一种粒子——声子的运动来处理。热波同样具有波粒二象性。载热声子通过结构基元(原子、离子或分子)间进行相互制约、相互协调的振动来实现热的传递。如果晶体为具有完全理想结构的非弹性体，则热可以自由的由晶体的热端不受任何干扰和散射向冷端传递，热导率可以达到很高的数值。其热导率主要由晶体缺陷和声子自身对声子散射控制。结晶氮化铝易潮解，在湿空气中水解生成氯化氢白色烟雾。

氮化铝粉体的制备工艺：原位自反应合成法：原位自反应合成法的原理与直接氮化法的原理基本类同，以铝及其它金属形成的合金为原料，合金中其它金属先在高温下熔出，与氮气发生反应生成金属氮化物，继而金属Al取代氮化物的金属，生产AlN。其优点是工艺简单、原料丰富、反应温度低，合成粉体的氧杂质含量低。其缺点是金属杂质难以分离，导致其绝缘性能较低。等离子化学合成法：等离子化学合成法是使用直流电弧等离子发生器或高频等离子发生器，将Al粉输送到等离子火焰区内，在火焰高温区内，粉末立即融化挥发，与氮离子迅速化合而成为AlN粉体。其优点是团聚少、粒径小。其缺点是该方法为非定态反应，只能小批量处理，难于实现工业化生产，且其氧含量高、所需设备复杂和反应不完全。氮化铝粉体的制备工艺主要有直接氮化法和碳热还原法。金华单晶氮化铝粉体生产商

氮化铝有较高的传热能力，至使氮化铝被大量应用于微电子学。上海陶瓷氧化铝

在AlN陶瓷的烧结工艺中，烧结气氛的选择也十分关键的。一般的AlN陶瓷烧结气氛有3种：还原型气氛、弱还原型气氛和中性气氛。还原性气氛一般为CO，弱还原性气氛一般为H2，中性气氛一般为N2。在还原气氛中，AlN陶瓷的烧结时间及保温时间不宜过长，烧结温度不宜过高，以免AlN被还原。在中性气氛中不会出现上述情况。所以一般选择在氮气中烧结，这样可以获得性能更好的AlN陶瓷。目前，国内氮化铝材料的研究制造水平相比国外还有不小差距，研究基本停留在各大科研院所高校、真正能够独自产业化生产的机构极少。未来需把精力投入到几种方法的综合利用或新型陶瓷烧结技术研发上，减小生产成本，使得AlN陶瓷产品的种类丰富，外形尺寸结构多样化、满足多种领域应用的需求。上海陶瓷氧化铝

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