热导率K在声子传热中的关系式为:K=1/3cvλ;上式c为陶瓷体本身的热容,v为声子的平均运动速度,λ为声子的平均自由程。材料本身的热容(c)接近常数,氮化铝的热容大是氮化铝的热导率高的原因之一,声子速度(v)与晶体密度和弹性力学性质有关,也可视为常数,所以,声子的传播距离(平均自由程),是影响很终宏观上氮化铝陶瓷的热导率表现的关键。所以我们通过氮化铝内部声子的热传导机理可知,要想热导率高,就要使声子的传播更远(自由程大),也即减少传播的阻力,这种阻力一般来自于声子扩散过程中的各种散射。烧结后的陶瓷内部通常会有各种晶体缺陷、杂质、气孔以及引入的第二相,这些因素的作用使声子发生散射,也就影响了很终的热导率。通过不断研究证实,在众多影响AlN陶瓷热导率因素中,AlN陶瓷的显微结构、氧杂质含量尤为突出。结晶氮化铝易潮解,在湿空气中水解生成氯化氢白色烟雾。台州单晶氮化硼
AIN的作用:关于密集六角结构的A1N(a=0.3104,C=0.4965nm)与硅铁母相的析出方位关系。在2000个约1微米左右的针状A1N中,对用电子射线可明确分析的单晶中122个、冷轧后155个试样进行了调查。结果是,观察到大半的针状AIN似乎沿{100}Fe及{120}Fe为惯析面析出,但实际上,A1N与硅铁母相之间具有一定关系。关于晶界通过一个析出物时,其对移动的抑制力,如按Zener公式,一直用取决于形状、尺寸、体积比等因子的机械抑制力IR来进行讨论。从母相晶体与AIN之问的特殊析出位向关系出发,产生了新的抑制效果,在此,称之为选择抑制力。AIN对母相晶体之所以具有特定的析出位向关系,是因为其析出方位稳定的原因。东莞纳米氮化铝粉体价格提高氮化铝粉末的纯度,理想的氮化铝粉料应含适量的氧。
颗粒形状的影响:相较于颗粒尺寸对氮化铝陶瓷的影响,颗粒的形貌对其的影响主要集中在粉体的流动性以及填充率的增加上。工业上一般认为氮化铝粉体呈球形为合理的选择。球形粉体比其他形状如棒状,双头六角形状流动性更好,且填充率也会相对高一些。特别是对于把氮化铝作为填料的工业领域,流动性差意味着难以均匀混合,势必会对产品的性能造成一定的负面影响。氮化铝粉体填充率越高,其热膨胀系数就越小,热导率越高。相较于其它形状来说,球形粉体制成的封装材料应力集中小、强度高。而且球形粉体摩擦系数小,对模具的磨损小,可延长模具的使用寿命,提高经济效益。
影响氮化铝陶瓷热导率的因素:致密度:根据氮化铝的热传导性能,低致密度的样品存在的大量气孔,会影响声子的散射,降低其平均自由程,进而降低氮化铝陶瓷的热导率。同时,低致密度的样品其机械性能也可能达不到相关应用要求。因此,高致密度是氮化铝陶瓷具有高热导率的前提。显微结构:氮化铝陶瓷的显微组织结构与其热力学性能有着一一对应,显微结构包括晶粒尺寸、形貌和晶界第二相的含量及分布等。实际的氮化铝陶瓷为多相组成的多晶体,它主要由氮化铝晶相、铝酸盐第二相(晶界相)以及气孔等缺陷组成。除了对氮化铝的晶格缺陷进行研究外,许多人还对氮化铝的晶粒、晶界形貌、晶界相的组成、性质、含量、分布、以及它们与热导率的关系进行了较广研究,一般认为铝酸盐第二相的分布对热导率的影响很为重要。氮化铝是一种综合性能优良的陶瓷材料,由于氮化铝是共价化合物,自扩散系数小,熔点高。
粉末注射成型是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型近终形成型技术。据中国粉体网编辑了解,该技术的很大特点是可以直接制备出复杂形状的零件,而且由于是流态充模,基本上没有模壁摩擦,成型坯的密度均匀,尺寸精度高。因此,国际上普遍认为该技术的发展将会导致零部件成型与加工技术的一场**,被誉为“21世纪的零部件成型技术”。粘结剂是注射成型技术的重点,首先,粘结剂是粉末的载体,它在很大程度上决定喂料注射成型的流变性能和注射性能;其次,一种良好的粘结剂还必须具有维形作用,即保证样品从注射完成到脱脂结束都能维持形状而不发生变化。为了同时满足上述要求,粘结剂一般由多种有机物组元组成。氮化铝的热导率主要由晶体缺陷和声子自身对声子散射控制。东莞陶瓷氧化铝品牌
氮化铝一般难以烧结致密,使用添加剂可以在较低温度产生液相,润湿晶粒,从而达到致密化。台州单晶氮化硼
氮化铝陶瓷的运用:氮化铝陶瓷基板:氮化铝陶瓷基板热导率高,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,是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。氮化铝陶瓷零件:氮化铝 (AlN) 具有高导热性、高耐磨性和耐腐蚀性,是半导体和医疗行业很理想的材料。典型应用包括:加热器、静电卡盘、基座、夹环、盖板和 MRI 设备。氮化铝陶瓷使用须知:氮化铝陶瓷在700°C的空气中会发生表面氧化,即使在室温下,也检测到5-10nm的表面氧化层。这将有助于保护材料本体,但它也将降低材料表面的导热率。在惰性气氛中,该氧化层可在高达1350°C 的温度下保护材料本体,当在高于此温度时本体将会发生大量氧化。氮化铝陶瓷在高达 980°C 的氢气和二氧化碳气氛中是稳定的。氮化铝陶瓷会与无机酸和强碱、水等液体发生化学反应并缓慢溶解,所有它不能直接浸泡在这类物质中使用。但氮化铝可以抵抗大多数熔盐的侵蚀,包括氯化物和冰晶石。台州单晶氮化硼
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