陶瓷氮化铝厂商

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。高温自蔓延合成法的本质与铝粉直接氮化法相同，但该法不需要在高温下对Al粉进行氮化。陶瓷氮化铝厂商

烧结是指陶瓷粉体经压力压制后形成的素坯在高温下的致密化过程,在烧结温度下陶瓷粉末颗粒相互键联，晶粒长大，晶界和坯体内空隙逐渐减少，坯体体积收缩，致密度增大，直至形成具有一定强度的多晶烧结体。氮化铝作为共价键化合物，难以进行固相烧结。通常采用液相烧结机制，即向氮化铝原料粉末中加入能够生成液相的烧结助剂，并通过溶解产生液相，促进烧结。AlN烧结动力：粉末的比表面能、晶格缺陷、固液相之间的毛细力等。要制备高热导率的AlN陶瓷，在烧结工艺中必须解决两个问题：是要提高材料的致密度，第二是在高温烧结时，要尽量避免氧原子溶入的晶格中。深圳多孔氮化铝粉体品牌由于氮化铝压电效应的特性，氮化铝晶体的外延性伸展也用於表面声学波的探测器。

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。

氮化铝陶瓷微观结构对热导率的影响：在实际应用中，常在AlN中加入各种烧结助剂来降低AlN陶瓷的烧结温度，与此同时在氮化铝晶格中也引入了第二相，致使热传导过程中声子发生散射导致热导率下降。添加烧结助剂引入的第二相会出现几种情况：从分布形式来看，可分为孤岛状和连续分布在晶界处；从分布位置来看，可分为分布在晶界三角处和晶界其他处。连续分布的晶粒可为声子提供了更直接的通道，直接接触AlN晶粒比孤立分布的AlN晶粒具有更高的热导率，所以第二相是连续分布的更好；分布于晶界三角处的AlN陶瓷在热传导过程中产生的干扰散射较少，而且能够使AlN晶粒间保持接触，故而第二相分布在晶界三角处更好。此外，晶界相若分布不均匀，会导致大量的气孔存在，阻碍声子的散射，导致AlN的热导率下降，晶界含量、晶界大小以及气孔率对热导率的表现也有一定的影响。因此，在AlN陶瓷的烧结过程中，可以通过改善烧结工艺的途径，如提高烧结温度、延长保温时间、热处理等，改善晶体内部缺陷，尽可能使第二相连续分布以及位于三叉晶界处，从而提高氮化铝陶瓷的热导率。在室温下，氮化铝的表面仍能探测到5-10纳米厚的氧化物薄膜。

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。 氮化铝粉体的制备工艺主要有直接氮化法和碳热还原法。杭州多孔氮化铝供应商

氮化铝陶瓷具有高热导率、好的抗热冲击性、高温下依然拥有良好的力学性能。陶瓷氮化铝厂商

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。陶瓷氮化铝厂商

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