天津多孔氮化铝

氮化铝粉体的制备工艺：原位自反应合成法：原位自反应合成法的原理与直接氮化法的原理基本类同，以铝及其它金属形成的合金为原料，合金中其它金属先在高温下熔出，与氮气发生反应生成金属氮化物，继而金属Al取代氮化物的金属，生产AlN。其优点是工艺简单、原料丰富、反应温度低，合成粉体的氧杂质含量低。其缺点是金属杂质难以分离，导致其绝缘性能较低。等离子化学合成法：等离子化学合成法是使用直流电弧等离子发生器或高频等离子发生器，将Al粉输送到等离子火焰区内，在火焰高温区内，粉末立即融化挥发，与氮离子迅速化合而成为AlN粉体。其优点是团聚少、粒径小。其缺点是该方法为非定态反应，只能小批量处理，难于实现工业化生产，且其氧含量高、所需设备复杂和反应不完全。氮化铝陶瓷成为新一代大规模集成电路、半导体模块电路及大功率器件的理想散热和封装材料。天津多孔氮化铝

氮化铝粉体的制备工艺：高温自蔓延合成法：高温自蔓延合成法是直接氮化法的衍生方法，它是将Al粉在高压氮气中点燃后，利用Al和N2反应产生的热量使反应自动维持，直到反应完全，其化学反应式为：2Al(s)+N2(g)→2AlN(s)；其优点是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，只需在开始时将其点燃，故能耗低、生产效率高、成本低。其缺点是要获得氮化完全的粉体，必需在较高的氮气压力下进行，直接影响了该法的工业化生产。化学气相沉淀法：它是在远高于理论反应温度，使反应产物蒸气形成很高的过饱和蒸气压，导致其自动凝聚成晶核，而后聚集成颗粒。广州超细氮化硼结晶氮化铝主要用于情密铸造模壳的硬化剂，木材防腐剂，造纸施胶沉淀剂。

活性金属钎焊法是在普通钎料中加入一些化学性质较为活泼的过渡元素如：Ti、Zr、Al、Nb、V等。一定温度下，这些活泼元素会与陶瓷基板在界面处发生化学反应，形成反应过渡层，如图7所示。反应过渡层的主要产物是一些金属间化合物，并具有与金属相同的结构，因此可以被熔化的金属润湿。共烧法是通过丝网印刷工艺在AlN陶瓷生片表面涂刷一层难熔金属（Mo、W等）的厚膜浆料，一起脱脂烧成，使导电金属与AlN陶瓷烧成为一体结构。共烧法根据烧结温度的高低可分为低温共烧(LTCC)和高温共烧(HTCC)两种方式，低温共烧基板的烧结温度一般为800-900℃，而高温共烧基板的烧结温度为1600-1900℃。烧结后，为了便于芯片引线键合及焊接，还需在金属陶瓷复合体的金属位置镀上一层Sn或Ni等熔点较低的金属。

氮化铝的应用：压电装置应用：氮化铝具备高电阻率，高热导率(为Al2O3的8-10倍)，与硅相近的低膨胀系数，是高温和高功率的电子器件的理想材料。电子封装基片材料：常用的陶瓷基片材料有氧化铍、氧化铝、氮化铝等，其中氧化铝陶瓷基板的热导率低，热膨胀系数和硅不太匹配；氧化铍虽然有优良的性能，但其粉末有剧毒。在现有可作为基板材料使用的陶瓷材料中，氮化硅陶瓷抗弯强度很高，耐磨性好，是综合机械性能很好的陶瓷材料，同时其热膨胀系数很小。而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。氮化铝防导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。

高导热氮化铝基片的烧结工艺重点包括烧结方式、烧结助剂的添加、烧结气氛的控制等。放电等离子烧结是20世纪90年代发展并成熟的一种烧结技术，它利用脉冲大电流直接施加于模具和样品上，产生体加热使被烧结样品快速升温；同时，脉冲电流引起颗粒间的放电效应，可净化颗粒表面，实现快速烧结，有效地抑制颗粒长大。使用SPS技术能够在较低温度下进行烧结，且升温速度快，烧结时间短。微波烧结是利用特殊频段的电磁波与介质的相互耦合产生介电损耗，使坯体整体加热的烧结方法。微波同时提高了粉末颗粒活性，加速物质的传递。微波烧结也是一种快速烧结法，同样可保证样品安全卫生无污染。虽然机理与放电等离子体烧结有所不同，但是两者都能实现整体加热，才能极大地缩短烧结周期，所得陶瓷晶体细小均匀。陶瓷注射成型粘结剂须具备以下条件：流动特性好，注射成型黏度适中，且黏度随温度不能波动太大。天津多孔氮化铝

提高氮化铝陶瓷热导率的途径：加入适当的烧结助剂，可促进氮化铝陶瓷致密化。天津多孔氮化铝

高性能氮化铝陶瓷取决于氮化铝粉体的质量，到目前为止，制备氮化铝粉体有氧化铝粉碳热还原法、铝粉直接氮化法、化学气相沉积法、自蔓延高温合成法等多种方法，各种方法都有其自身的优缺点。综合来看，氧化铝粉碳热还原法和铝粉直接氮化法比较成熟，是目前制备高性能氮化铝粉的主流技术，已经用于工业化大规模生产。氮化铝粉体制备的技术发展趋势主要表现在两个方面：一是进一步提升氮化铝粉体的性能，使之能够制造出更高热导率的氮化铝陶瓷产品；二是进一步提升氮化铝粉体批次生产稳定性，增大批生产量，降低生产成本。我国目前的高性能氮化铝粉基本依赖进口，不但价格高昂，而且随时存在原材料断供的风险。因此，实现高性能氮化铝粉制造技术的国产化，已成为当务之急。天津多孔氮化铝

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