氮化鋁陶瓷室溫比較強度高,且不易受溫度變化影響,同時具有比較高的熱導系數(shù)和比較低的熱膨脹系數(shù),是一種優(yōu)良的耐熱沖材料及熱交換材料,作為熱交換材料,可望應用于燃氣輪機的熱交換器上。由于氮化鋁具有與鋁、鈣等金屬不潤濕等特性,所以可以用其作坩堝、保護管、澆注模具等。將氮化鋁陶瓷作為金屬熔池可以用在浸入式熱電偶保護管中,由于它不粘附熔融金屬,在800~1000℃的熔池中可以連續(xù)使用大約3000個小時以上并且不會被侵蝕破壞。此外,由于氮化鋁材料對熔鹽砷化鎵等材料性能穩(wěn)定,那么將坩堝替代玻璃進行砷化鎵半導體的合成,能夠完全消除硅的污染而得到高純度的砷化鎵。氮化鋁是一種以共價鍵相連的物質,它有六角晶體結構,與硫化鋅、纖維鋅礦同形。寧波微米氮化鋁廠家
高導熱氮化鋁基片的燒結工藝重點包括燒結方式、燒結助劑的添加、燒結氣氛的控制等。放電等離子燒結是20世紀90年代發(fā)展并成熟的一種燒結技術,它利用脈沖大電流直接施加于模具和樣品上,產(chǎn)生體加熱使被燒結樣品快速升溫;同時,脈沖電流引起顆粒間的放電效應,可凈化顆粒表面,實現(xiàn)快速燒結,有效地抑制顆粒長大。使用SPS技術能夠在較低溫度下進行燒結,且升溫速度快,燒結時間短。微波燒結是利用特殊頻段的電磁波與介質的相互耦合產(chǎn)生介電損耗,使坯體整體加熱的燒結方法。微波同時提高了粉末顆粒活性,加速物質的傳遞。微波燒結也是一種快速燒結法,同樣可保證樣品安全衛(wèi)生無污染。雖然機理與放電等離子體燒結有所不同,但是兩者都能實現(xiàn)整體加熱,才能極大地縮短燒結周期,所得陶瓷晶體細小均勻。深圳耐溫氮化硼銷售公司氮化鋁陶瓷是以氮化鋁(AIN)為主晶相的陶瓷。
氮化鋁粉體的制備工藝:原位自反應合成法:原位自反應合成法的原理與直接氮化法的原理基本類同,以鋁及其它金屬形成的合金為原料,合金中其它金屬先在高溫下熔出,與氮氣發(fā)生反應生成金屬氮化物,繼而金屬Al取代氮化物的金屬,生產(chǎn)AlN。其優(yōu)點是工藝簡單、原料豐富、反應溫度低,合成粉體的氧雜質含量低。其缺點是金屬雜質難以分離,導致其絕緣性能較低。等離子化學合成法:等離子化學合成法是使用直流電弧等離子發(fā)生器或高頻等離子發(fā)生器,將Al粉輸送到等離子火焰區(qū)內,在火焰高溫區(qū)內,粉末立即融化揮發(fā),與氮離子迅速化合而成為AlN粉體。其優(yōu)點是團聚少、粒徑小。其缺點是該方法為非定態(tài)反應,只能小批量處理,難于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),且其氧含量高、所需設備復雜和反應不完全。
氮化鋁選用高純度且為微粉的“氮化鋁粉末”,一般而言氧質量含量在1.2%以下,碳質量含量為0.04%以下,F(xiàn)e含量為30ppm以下,Si含量為60ppm以下。氮化鋁粉體的很大粒徑很好控制在20μm以下的氮化鋁粉末。此處,“氧”基本上屬于雜質,但有防止過分煅燒的作用,因此為了防止煅燒導致的煅燒體強度下降優(yōu)先選用氧質量含量在0.7%以上的氮化鋁粉末。此外,在原料中常含有“煅燒助劑”,大多使用稀土金屬化合物、堿土金屬化合物、過渡金屬化合物等。例如可選用氧化釔或氧化鋁等,這些煅燒助劑與氮化鋁粉體形成復合的氧化物液相,該液相帶來煅燒體的高密度化,同時,提取氮化鋁晶粒中屬于雜質的氧,以結晶晶界的氧化物進行偏析,從而使氮化鋁基板的導熱率提高。氮化鋁陶瓷基片是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。
目前AlN基片較常用的燒結工藝一般有5種,即熱壓燒結、無壓燒結、放電等離子燒結(SPS)、微波燒結和自蔓延燒結。熱壓燒結是在加熱粉體的同時進行加壓,利用通電產(chǎn)生的焦耳熱和加壓造成的塑性變形來促進燒結過程的進行。相對于無壓燒結來說,熱壓燒結的燒結溫度要低得多,而且燒結體致密,氣孔率低,但其加熱、冷卻所需時間較長,且只能制備形狀不太復雜的樣品。熱壓燒結是目前制備高熱導率致密化AlN陶瓷的主要工藝。由于AlN具有很強的共價性,故其在常壓燒結時需要的燒結溫度很高。在常壓燒結條件下,添加了Y2O3的AlN粉能產(chǎn)生液相燒結的溫度為1600℃以上,且燒結溫度要受AlN粒度、添加劑種類及添加劑的含量等因素的影響。常壓燒結的燒結溫度一般為1600~2000℃,保溫時間為2h。氮化鋁硬度高,超過傳統(tǒng)氧化鋁,是新型的耐磨陶瓷材料。麗水球形氮化硼哪家好
氮化鋁具有不受鋁液和其它熔融金屬及砷化鎵侵蝕的特性,特別是對熔融鋁液具有極好的耐侵蝕性。寧波微米氮化鋁廠家
喂料體系的流變性能對注射成形起著至關重要的作用,優(yōu)良的喂料體系應該具備低粘度、度和良好的溫度穩(wěn)定性。在成型工藝工程中,既要使喂料具有良好的流動性,能完好地填充模具,同時也應有合適的粘度,避免兩相分離,溫度過高則容易引起粘結劑的分解,分解出的氣體易造成坯體內部氣孔;溫度過低則粘度過高,喂料流動性差,造成充模不完全。注射壓力也對生坯質量有較大影響,壓力過低則不能完全排空模具型腔內的氣體,造成注射不飽滿,壓力過高則造成生坯應力較大,不易脫模以及脫模后應力的釋放造成坯體的變形及開裂。注射速度也對坯體質量有較大影響,較低則喂料填充模具過慢,填充過程中冷卻后流動性降低,不能完整填充模具,注射速度過高則容易造成噴射及兩相分離,造成零件表面流紋痕。綜上所述,應綜合考慮并選擇適合的注射參數(shù),制備出完好的氮化鋁陶瓷生坯。寧波微米氮化鋁廠家