氮化鋁粉體的成型工藝有多種,傳統的成型工藝諸如模壓,熱壓,等靜壓等均適用。由于氮化鋁粉體的親水性強,為了減少氮化鋁的氧化,成型過程中應盡量避免與水接觸。另外,據中國粉體網編輯了解,熱壓、等靜壓雖然適用于制備高性能的塊體氮化鋁瓷材料,但成本高、生產效率低,無法滿足電子工業對氮化鋁陶瓷基片用量日益增加的需求。為了解決這一問題,近年來人們研究采用流延法成型氮化鋁陶瓷基片。流延法目前已成為電子工業用氮化鋁陶瓷的主要成型工藝。流延成型制備多層氮化鋁陶瓷的主要工藝是:將氮化鋁粉料、燒結助劑、粘結劑、溶劑混合均勻制成漿料,通過流延制成坯片,采用組合模沖成標準片,然后用程控沖床沖成通孔,用絲網印刷印制金屬圖形,將每一個具有功能圖形的生坯片疊加,層壓成多層陶瓷生坯片,在氮氣中約700℃排除粘結劑,然后在1800℃氮氣中進行共燒,電鍍后即形成多層氮化鋁陶瓷。AIN陶瓷的金屬化性能較好,可替代有毒性的氧化鈹瓷在電子工業中較廣應用。絕緣氧化鋁
氮化鋁陶瓷具有優良的熱、電、力學性能,所以它的應用范圍比較廣。可以制成氮化鋁陶瓷基片,熱導率高,膨脹系數低,強度高,耐高溫,耐化學腐蝕,電阻率高,介電耗損小,是理想的大規模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁陶瓷硬度高,超過氧化鋁陶瓷,也可用于磨損嚴重的部位。利用氮化鋁陶瓷耐熱耐熔體侵蝕和熱震性,可制作GaAs晶體坩堝、Al蒸發皿、磁流體發電裝置及高溫透平機耐蝕部件,利用其光學性能可作紅外線窗口。氮化鋁薄膜可制成高頻壓電元件、超大規模集成電路基片等。氮化鋁耐熱、耐熔融金屬的侵蝕,對酸穩定,但在堿性溶液中易被侵蝕。氮化鋁新生表面暴露在濕空氣中會反應生成極薄的氧化膜。利用此特性,可用作鋁、銅、銀、鉛等金屬熔煉的坩堝和燒鑄模具材料。氮化鋁陶瓷的金屬化性能較好,可替代有毒性的氧化鈹瓷在電子工業中較廣應用。上海球形氧化鋁生產商良好的粘結劑可起到形狀維持的作用,且有效減少坯體變形和脫脂缺陷的產生。
氮化鋁陶瓷具有優良的絕緣性、導熱性、耐高溫性、耐腐蝕性以及與硅的熱膨脹系數相匹配等優點,成為新一代大規模集成電路、半導體模塊電路及大功率器件的理想散熱和封裝材料。成型工藝是陶瓷制備的關鍵技術,是提高產品性能和降低生產成本的重要環節之一。隨著工業技術的高速發展,傳統的成型方法已難以滿足人們對陶瓷材料在性能和形狀方面的要求。陶瓷的濕法成型近年來成為研究的重點,因為濕法成型具有工藝簡單、生產效率高、成本低和可制備復雜形狀制品等優點,易于工業化推廣。濕法成型包括流延成型、注漿成型、注射成型和注凝成型等。
直接覆銅陶瓷基板是基于氧化鋁陶瓷基板的一種金屬化技術,利用銅的含氧共晶液直接將銅敷接在陶瓷上,在銅與陶瓷之間存在很薄的過渡層。由于AlN陶瓷對銅幾乎沒有浸潤性能,所以在敷接前必須要對其表面進行氧化處理。由于DBC基板的界面靠很薄的一層共晶層粘接,實際生產中很難控制界面層的狀態,導致界面出現空洞。界面孔洞率不易控制,在承受大電流時,界面空洞周圍會產生較大的熱應力,導致陶瓷開裂失效,因此還有必要進行相關基礎理論研究和工藝條件的優化。活性金屬釬焊陶瓷基板是利用釬料中含有的少量活性元素,與陶瓷反應形成界面反應層,實現陶瓷金屬化的一種方法。活性釬焊時,通過釬料的潤濕性和界面反應可使陶瓷和金屬形成致密的界面,但殘余熱應力大是陶瓷金屬化中普遍存在的問題。氮化鋁還是由六方氮化硼轉變為立方氮化硼的催化劑。
納米氮化鋁粉體主要用途:導熱塑料中的應用:納米氮化鋁粉體可以大幅度提高塑料的導熱率。通過實驗產品以5-10%的比例添加到塑料中,可以使塑料的導熱率從原來的0.3提高到5。導熱率提高了1l6倍多。相比較目前市場上的導熱填料(氧化鋁或哦氧化鎂等)具有添加量低,對制品的機械性能有提高作用,導熱效果提高更明顯等特點。目前相關應用廠家已經大規模采購納米氮化鋁粉體,新型的納米導熱塑料將投放市場。高導熱硅橡膠的應用:與硅匹配性能好,在橡膠中容易分散,在不影響橡膠的機械性能的前提下(實驗證明對橡膠的機械性能還有提高作用)可大幅度提升硅橡膠的導熱率,在添加過程中不象氧化物等使黏度上升很快,添加量很小(根據導熱要求一般在5%左右就可以使導熱率提高50%-70%),現較廣應用與,航空以及信息工程中。氮化鋁由于造價高,只能用于磨損嚴重的部位。深圳納米氮化鋁哪家好
在實際產品中,氮化鋁的晶體結構不能完全均均勻分布,并且存在許多雜質和缺陷。絕緣氧化鋁
氮化鋁陶瓷微觀結構對熱導率的影響:在實際應用中,常在AlN中加入各種燒結助劑來降低AlN陶瓷的燒結溫度,與此同時在氮化鋁晶格中也引入了第二相,致使熱傳導過程中聲子發生散射導致熱導率下降。添加燒結助劑引入的第二相會出現幾種情況:從分布形式來看,可分為孤島狀和連續分布在晶界處;從分布位置來看,可分為分布在晶界三角處和晶界其他處。連續分布的晶粒可為聲子提供了更直接的通道,直接接觸AlN晶粒比孤立分布的AlN晶粒具有更高的熱導率,所以第二相是連續分布的更好;分布于晶界三角處的AlN陶瓷在熱傳導過程中產生的干擾散射較少,而且能夠使AlN晶粒間保持接觸,故而第二相分布在晶界三角處更好。此外,晶界相若分布不均勻,會導致大量的氣孔存在,阻礙聲子的散射,導致AlN的熱導率下降,晶界含量、晶界大小以及氣孔率對熱導率的表現也有一定的影響。因此,在AlN陶瓷的燒結過程中,可以通過改善燒結工藝的途徑,如提高燒結溫度、延長保溫時間、熱處理等,改善晶體內部缺陷,盡可能使第二相連續分布以及位于三叉晶界處,從而提高氮化鋁陶瓷的熱導率。絕緣氧化鋁