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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和比較低的熱膨脹系數，是一種優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。氮化鋁還是由六方氮化硼轉變為立方氮化硼的催化劑。東...

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...

陶瓷基板是指銅箔在高溫下直接鍵合到陶瓷基片表面（單面或雙面）上的特殊工藝板。氮化鋁陶瓷基板是以氮化鋁陶瓷為主要原材料制造而成的基板。氮化鋁陶瓷基板作為一種新型陶瓷基板，具有導熱效率高、力學性能好、耐腐蝕、電性能優、可焊接等特點，是理想的大規模集成電路散熱基板和封裝材料。近年來，隨著我國電子信息行業的快速發展，市場對陶瓷基板的性能要求不斷提升，氮化鋁陶瓷基板憑借其優異的特征，其應用范圍不斷擴展。氮化鋁陶瓷基板應用領域較廣，涉及到汽車電子、光電通信、航空航天、消費電子、LED、軌道交通、新能源等多個領域，但受生產工藝、技術水平、市場價格等因素的影響，目前我國氮化鋁陶瓷基板應用范圍仍較窄，主要應用在...

在現有可作為基板材料使用的陶瓷材料中，Si3N4陶瓷抗彎強度很高，耐磨性好，是綜合機械性能很好的陶瓷材料，同時其熱膨脹系數很小，因而被很多人認為是一種很有潛力的功率器件封裝基片材料。但是其制備工藝復雜，成本較高，熱導率偏低，主要適合應用于強度要求較高但散熱要求不高的領域。而氮化鋁各方面性能同樣也非常，尤其是在電子封裝對熱導率的要求方面，氮化鋁優勢巨大。不足的是，較高成本的原料和工藝使得氮化鋁陶瓷價格很高，這是制約氮化鋁基板發展的主要問題。但是隨著氮化鋁制備技術的不斷發展，其成本必定會有所降低，氮化鋁陶瓷基板在大功率LED領域大面積應用指日可待。直至980℃，氮化鋁在氫氣及二氧化碳中仍相當穩定。...

氮化鋁陶瓷的注射成型：陶瓷注射成型技術（CIM）是一種制造復雜形狀陶瓷零部件的新興技術，在制備復雜小部件方面有著其不可比擬的獨特優勢。隨著近年來全球范圍內電子陶瓷產業化規模的不斷擴大，CIM 技術誘人的應用前景更值得期待。該工藝主要包括喂料制備、注射成型、脫脂和燒結。粘結劑是氮化鋁陶瓷粉末的載體，決定了喂料注射成形的流變性能和注射性能。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。陶瓷注射成型粘結劑須具備以下條件：流動特性好，注射成型黏度適中，且黏度隨溫度不能波動太大，以減少缺陷產生；對粉體的潤濕性和粘附作用好；具有高導熱性和低熱膨脹系數。 一般由多組分有機物組成，單一...

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AlN。其優點是工藝簡單、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生器或高頻等離子發生器，將Al粉輸送到等離子火焰區內，在火焰高溫區內，粉末立即融化揮發，與氮離子迅速化合而成為AlN粉體。其優點是團聚少、粒徑小。其缺點是該方法為非定態反應，只能小批量處理，難于實現工業化生產，...

目前發現的適合作為燒結助劑的材料有Y2O3、CaO、Li2O、BaO、MgO、SrO2、La2O3、HfO2和CeO2等不與AlN發生反應的氧化物，以及一些稀土金屬與堿土金屬的氟化物和少量具有還原性的化合物（CaC2、YC2、TiO2、ZrO2、TiN等）。單獨采用某種單一的燒結助劑，在常壓下燒結通常需要高于1800℃的溫度，利用復合助劑，設計合理的助劑及配比，可以進一步有效降低燒結溫度，也是目前普遍采用的一種氮化鋁低溫燒結方法。氮化鋁陶瓷基板電子封裝領域的應用范圍越來越廣，目前也有一些國內企業在這個領域有所建樹，然而相對于早已接近紅海的海外市場，我國的氮化鋁陶瓷基板的發展仍處于起步階段，在高...

生產方法：將氨和鋁直接進行氮化反應，經粉碎、分級制得氮化鋁粉末。或者將氧化鋁和炭充分混合,在電爐中于1700℃還原制得氮化鋁。將高純度鋁粉脫脂(用抽提或在氮氣流中加熱到150℃)后，放到鎳盤中，將盤放在石英或瓷制反應管內，在提純的氮氣流中慢慢地進行加熱。氮化反應在820℃左右時發出白光迅速地進行。此時，必須大量通氮以防止反應管內出現減壓。這個激烈的反應完畢后，在氮氣流中冷卻。由于產物內包有金屬鋁,可將其粉碎，并在氮氣流中于1100～1200℃溫度下再加熱1～2h，即得到灰白色氮化鋁。另外，將鋁在1200～1400℃下蒸發氣化，使其與氮氣反應即得到氮化鋁的須狀物(金屬晶須)。此外,也有將AlCl...

氮化鋁是共價鍵化合物，屬于六方晶系，纖鋅礦型的晶體結構，呈白色或灰白色。室溫強度高，且強度隨溫度的升高下降較慢。氮化鋁導熱性好，熱膨脹系數小，是良好的耐熱沖擊材料。具有優異的抗熱震性。AlN的導熱率是Al2O3的2～3倍，熱壓時強度比Al2O3還高。氮化鋁對Al和其他熔融金屬、砷化鎵等具有良好的耐蝕性，尤其對熔融Al液具有極好的耐侵蝕性，還具有優良的電絕緣性和介電性質。但氮化鋁的高溫抗氧化性差，在大氣中易吸潮、水解，和濕空氣、水或含水液體接觸產生熱和氮并迅速分解。在2516℃分解，熱硬度很高，即使在分解溫度前也不軟化變形。氮化鋁和水在室溫下也能緩慢地進行反應，而被水解。和干燥氧氣在800℃以上...

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...

提高氮化鋁陶瓷熱導率的途徑：選擇合適的燒結工藝，微波燒結：微波燒結是利用微波與介質的相互作用產生介電損耗使坯體整體加熱的燒結方法。同時，微波可以使粉末顆粒活性提高，有利于物質的傳遞。微波燒結已成為一門新型的陶瓷燒結技術，它利用整體性自身加熱，使材料加熱的效率提高，升溫速度加快，保溫時間縮短，這有利于提高致密化速度并可以有效抑制晶粒生長，獲得獨特的性能和結構。放電等離子燒結：放電等離子燒結系統利用脈沖能、放電脈沖壓力和焦耳熱產生的瞬間高溫場來實現燒結過程。SPS升溫速度快、燒結時間短、能在較低溫度下燒結，通過控制燒結組分與工藝能實現溫度梯度場，可用于燒結梯度材料及大型工件等復雜材料。放電等離子燒...

氮化鋁化鋁陶瓷是以氮化鋁（AlN）為主晶相的陶瓷，氮化鋁晶體以四面體為結構單元共價鍵化合物，具有纖鋅礦型結構，屬六方晶系。化學組成Al（65.81%）、N（34.19%），比重3.261g/cm3，白色或灰白色，單晶無色透明，常壓下的升華分解溫度為2450°C，為一種高溫耐熱材料。熱膨脹系數（4.0-6.0）*10-6/℃。多晶氮化鋁熱導率達260W/（m.k），比氧化鋁高5-8倍，所以耐熱沖擊好，能耐2200℃的高溫。此外，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。氮化鋁陶瓷有很多優良特性，但是其難加工屬性限制了氮化鋁陶瓷的發揮。氮化鋁陶瓷用普通...

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和比較低的熱膨脹系數，是一種優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。直接氮化法的優點是工藝簡單，成本較低，適合工業大規...

氮化鋁陶瓷的制備技術：壓制成形的三個階段：一階段，主要是顆粒的滑動和重排，無論是一般的粉體或者造粒后的粉體，其填充于模具中的很初結構中都含有和顆粒尺寸接近或稍小的空隙。第二階段，顆粒接觸點部位發生變形和破裂，當壓力超過顆粒料的表觀屈服應力時，顆粒發生變形使得顆粒間空隙減小，隨著顆粒的變形，坯體體積很大空隙尺寸減少，塑性低的致密粒料對應的屈服應力大，達到相同致密度所需要更高的壓力。第三階段，坯體進一步密實與彈性壓縮，這一階段起始于高壓力階段，但密度提高幅度較小，此階段發生一定程度的彈性壓縮，這種彈性壓縮過大，則在脫模后會造成應力開裂與分層。模壓成型的優點是成型坯體尺寸準確、操作簡單、模壓坯體中粘...

氮化鋁粉體制備技術發展趨勢：AlN粉體作為一種性能優異的粉體原料，國內外研究者通過不斷的科技創新來解決現有工藝存在的技術問題，同時也在不斷探索新的、更高效的制備技術。在微米級AlN粉體合成方面，目前很主要的工藝仍是碳熱還原法和直接氮化法，這兩種工藝具有技術成熟、設備簡單、得到產品質量好等特點，已在工業中得到大規模應用。獲得更高純度、粒度可控、形貌均勻分散的高性能粉體是AlN制備技術的發展方向，針對不同應用領域應開發多種規格的粉體，以滿足導熱陶瓷基板、AlN單晶半導體、高純靶材、導熱填料等領域對AlN粉體原料的要求。同時，在生產中也需要對現有技術及裝備進行不斷優化，進一步提高產品的批次穩定性，增...

氮化鋁陶瓷的應用：氮化鋁粉末純度高，粒徑小，活性大，是制造高導熱氮化鋁陶瓷基片的主要原料。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，介電損耗小，是理想的大規模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁硬度高,超過傳統氧化鋁,是新型的耐磨陶瓷材料,但由于造價高,只能用于磨損嚴重的部位.利用AIN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。AIN新生表面暴露在濕空氣中會反...

熱壓燒結：即在一定壓力下燒結陶瓷，可以使加熱燒結和加壓成型同時進行。無壓燒結：常壓燒結氮化鋁陶瓷一般溫度范圍為1600-2000℃，適當升高燒結溫度和延長保溫時間可以提高氮化鋁陶瓷的致密度。微波燒結：微波燒結也是一種快速燒結法，利用微波與介質的相互作用產生介電損耗而使坯體整體加熱的燒結方法。放電等離子燒結：融合等離子活化、熱壓、電阻加熱等技術，具有燒結速度快，晶粒尺寸均勻等特點。自蔓延燒結：即在超高壓氮氣下利用自蔓延高溫合成反應直接制備AlN陶瓷致密材料。但由于高溫燃燒反應下原料中的Al易熔融而阻礙氮氣向毛坯內部滲透， 難以得到致密度高的AlN陶瓷。以上5中燒結工藝中，熱壓燒結是目前制備高熱導...

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...

氮化鋁膜是指用氣相沉積、液相沉積、表面轉化或其它表面技術制備的氮化鋁覆蓋層 。氮化鋁膜在微電子和光電子器件、襯底材料、絕緣層材料、封裝材料上有著十分廣闊的應用前景。由于它的聲表面波速度高，具有壓電性，可用作聲表面波器件。此外，氮化鋁還具有良好的耐磨損和耐腐蝕性能，可用作防護膜。氮化鋁膜很早用化學氣相沉積(CVI)制備，其沉積溫度高達1000攝氏度以上。后來，通過采用等離子體增強化學氣相沉積，或用物相沉積((PVD)方法，其沉積溫度逐步降到500攝氏度以下、甚至可以在接近室溫條件下沉積。大多數氮化鋁膜為多晶，但已在藍寶石基材上成功地外延生長制成單晶氮化鋁膜。此外，也曾沉積出非晶氮化鋁膜。氮化鋁的...

氮化鋁的熱傳導機理：熱導率，也即導熱系數，作為衡量物質導熱能力的量度，是導熱材料很重要的性質之一。AIN屬于共價化合物，其分子內部沒有可自由移動的電子，因此熱量的傳遞是以晶格振動這種形式來實現的，這種方式叫“聲子傳熱”。晶體內部溫度高的部分能量大，溫度低的部分能量小，能量通過聲子之間互相作用，從高能量向低能量發生傳遞，能量的遷移導致熱量的傳導。可以看到，把晶格內部的原子看成小球，這些小球之間彼此由彈簧（共價鍵）連接起來，從而每個原子的振動都要牽動周圍的原子，使振動以彈性波的形式在晶體中傳播。這種晶格振動產生的能量量子，即“聲子”，聲子相互作用使振動傳遞，從而使能量遷移，傳導熱量。AIN晶體以〔...

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。耐熱材料。AlN的介電損耗值較低，為了使之適合作為微波衰減材料，通常添加導電性和導熱性都良好的金屬或者陶瓷作為微波衰減劑制備成Al N 基的微波衰減陶瓷。目前研究中所涉及到的導電添加劑有碳納米管、TiB2、TiC以及金屬Mo、W、C...