绍兴球形氮化铝粉体

采用小粒径氮化铝粉：氮化铝烧结过程的驱动力为表面能，颗粒细小的AlN粉体能够增强烧结活性，增加烧结推动力从而加速烧结过程。研究证实，当氮化铝原始粉料的起始粒径细小20倍后，陶瓷的烧结速率将增加147倍。烧结原料应选择粒径小且分布均匀的氮化铝粉，可防止二次再结晶，内部的大颗粒易发生晶粒异常生长而不利于致密化烧结；若颗粒分布不均匀，在烧结过程中容易发生个别晶体异常长大而影响烧结。此外，氮化铝陶瓷的烧结机理有时也受原始粉末粒度的影响。微米级的氮化铝粉体按体积扩散机理进行烧结，而纳米级的粉体则按晶界扩散或者表面扩散机理进行烧结。但目前而言，细小均匀的氮化铝粉体制备很困难，大多通过湿化学法结合碳热还原法制备，不但烧结工艺复杂，而且耗能多多规模的推广应用仍旧有一定的限制。国内在小粒径高性能氮化铝粉的供应上，仍十分稀缺。氮化铝应用于陶瓷及耐火材料，氮化铝可应用于结构陶瓷的烧结，制备出来的氮化铝陶瓷。绍兴球形氮化铝粉体

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。绍兴球形氮化铝粉体直接氮化法：直接氮化法就是在高温的氮气气氛中，铝粉直接与氮气化合生成氮化铝粉体。

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。

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。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。

流延成型的体系，有机流延体系和水基流延体系。有机流延体系所用到的添加剂的成分均有毒，对绿色生产提出了很大的挑战。近年来，研究者一直致力于寻找添加剂毒性小的流延成型方法。郭坚等以无水乙醇和异丙醇为混合溶剂，利用流延成型制备AlN生坯，烧结后得到AlN陶瓷的热导率为178 W/(m·K)。水基流延体系因为其绿色环保等特点，成为流延成型发展趋势。但其在成型后需要对陶瓷生坯进行干燥，目前干燥技术还有待进一步完善。相对而言，流延成型的生产效率高，产品质量高，但此种方法存在的局限性是只能成型简单外形的陶瓷生坯，无法满足复杂外形的陶瓷生坯成型要求。近年来，随着微电子技术的飞速发展，大规模集成电路和大功率微波器件对高尺寸精度的异形封装和散热器件的需求正在每年成倍增加，因而需要越来越多的微型、复杂形状高导热AlN陶瓷零部件，但是传统的加工方法很难制备出形状和尺寸精度满足需要的零部件。于是，另一种成型方法——粉末注射成型获得越来越多的关注。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。绍兴球形氮化铝粉体

制约氮化铝商品化的主要因素就是价格问题。绍兴球形氮化铝粉体

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