高导热氮化硼

氮化铝于1877年合成。至1980年代，因氮化铝是一种陶瓷绝缘体(聚晶体物料为 70-210 W‧m−1‧K−1，而单晶体更可高达 275 W‧m−1‧K−1 )，使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。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。氮化铝可通过氧化铝和碳的还原作用或直接氮化金属铝来制备。氮化铝是一种以共价键相连的物质，它有六角晶体结构，与硫化锌、纤维锌矿同形。此结构的空间组为P63mc。要以热压及焊接式才可制造出工业级的物料。物质在惰性的高温环境中非常稳定。在空气中，温度高于700℃时，物质表面会发生氧化作用。在室温下，物质表面仍能探测到5-10纳米厚的氧化物薄膜。直至1370℃，氧化物薄膜仍可保护物质。但当温度高于1370℃时，便会发生大量氧化作用。直至980℃，氮化铝在氢气及二氧化碳中仍相当稳定。矿物酸通过侵袭粒状物质的界限使它慢慢溶解，而强碱则通过侵袭粒状氮化铝使它溶解。物质在水中会慢慢水解。氮化铝可以抵抗大部分融解的盐的侵袭，包括氯化物及冰晶石〔即六氟铝酸钠〕。利用氮化铝陶瓷能耐铁、铝等金属和合金的溶蚀性能，可用作Al、Cu等金属熔炼的坩埚和浇铸模具材料。高导热氮化硼

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。嘉兴绝缘氮化硼供应商若能以较低的成本制备出氮化铝粉末，将会提高其商品化程度。

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。

氮化铝粉体的合成方法：自蔓延高温合成法：该方法为铝粉的直接氮化，充分利用了铝粉直接氮化为强放热反应的特点，将铝粉于氮气中点然后，利用铝和氮气之间的高化学反应热使反应自行维持下去，合成AlN。其反应式与Al粉直接氮化法相同，即为2Al＋Ｎ2→2AlN。化学气相沉积法：利用铝的挥发性化合物与氮气或氨气反应，从气相中沉淀析出氮化铝粉末；根据选择铝源的不同，分为无机物（卤化铝）和有机物（烷基铝）化学气相沉积法。该工艺存在对设备要求较高，生产效率低，采用烷基铝为原料会导致成本较高，而采用无机铝为原料则会生成腐蚀性气体，所以目前还难以进行大规模工业化生产。氮化铝陶瓷作为耐火材料应用于纯铁、铝以及铝合金的熔炼。

陶瓷线路板的耐热循环性能是其可靠性关键参数之一。本文对陶瓷基板在反复周期性加热过程中发生的变形情况进行了研究。通过实验发现，陶瓷覆铜板在周期性加热过程中，存在类似金属材料在周期载荷作用下出现的棘轮效应和包辛格效应。结合ＡＮＳＹＳ有限元计算结果，可以推断，陶瓷线路板的失效开裂与金属层的塑性变形或位错运动直接相关。另外，活性金属钎焊陶瓷基板的结构稳定性优于直接覆铜陶瓷基板。随着功率器件工作电压、电流的增加和芯片尺寸不断减小，芯片功率密度急剧增加，对芯片的散热封装的可靠性提出了更高挑战。传统柔性基板或金属基板已满足不了第三代半导体模块高功率、高散热的要求，陶瓷基板具有良好的导热性、耐热性、绝缘性、低热膨胀系数，是功率电子器件中关键基础材料。陶瓷基板由金属线路层和陶瓷层组成，由于陶瓷和金属之间存在较大的热膨胀差异，使用过程中产生的热应力会造成基板开裂失效，因此，对陶瓷基板耐热循环可靠性研究具有重要意义。氮化铝可通过氧化铝和碳的还原作用或直接氮化金属铝来制备。舟山高导热氮化铝粉体

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。高导热氮化硼

氮化铝粉体的合成方法：直接氮化法：在高温氮气氛围中，铝粉直接与氮气化合生产氮化铝粉末，反应温度一般在800℃~1200℃。反应式为：2Al＋Ｎ2→2AlN。该方法的缺点很明显，在反应初期，铝粉颗粒表面会逐渐生成氮化物膜，使氮气难以进一步渗透，阻碍氮气反应，致使产率较低；又由于铝和氮气之间的反应是强放热反应，速度很快，造成AlN粉体自烧结，形成团聚，使得粉体颗粒粗化。碳热还原法：将氧化铝粉末和碳粉的混合粉末在高温下（1400℃~1800℃）的流动氮气中发生还原氮化反应生成AlN粉末。其反应式为：Al2O3＋3Ｃ＋Ｎ2→２AlN＋3CO。该方法的主要难点在于，对氧化铝和碳的原料要求比较高，原料难以混合均匀，氮化温度较高，合成时间较长，而且还需对过量的碳进行除碳处理，工艺复杂，制备成本较高。高导热氮化硼

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