多孔氮化铝

氮化铝粉体的合成方法：直接氮化法：在高温氮气氛围中，铝粉直接与氮气化合生产氮化铝粉末，反应温度一般在800℃~1200℃。反应式为：2Al＋Ｎ2→2AlN。该方法的缺点很明显，在反应初期，铝粉颗粒表面会逐渐生成氮化物膜，使氮气难以进一步渗透，阻碍氮气反应，致使产率较低；又由于铝和氮气之间的反应是强放热反应，速度很快，造成AlN粉体自烧结，形成团聚，使得粉体颗粒粗化。碳热还原法：将氧化铝粉末和碳粉的混合粉末在高温下（1400℃~1800℃）的流动氮气中发生还原氮化反应生成AlN粉末。其反应式为：Al2O3＋3Ｃ＋Ｎ2→２AlN＋3CO。该方法的主要难点在于，对氧化铝和碳的原料要求比较高，原料难以混合均匀，氮化温度较高，合成时间较长，而且还需对过量的碳进行除碳处理，工艺复杂，制备成本较高。氮化铝粉末纯度高，粒径小，活性大，是制造高导热氮化铝陶瓷基片的主要原料。多孔氮化铝

氮化铝陶瓷的注射成型：陶瓷注射成型技术（CIM）是一种制造复杂形状陶瓷零部件的新兴技术，在制备复杂小部件方面有着其不可比拟的独特优势。随着近年来全球范围内电子陶瓷产业化规模的不断扩大，CIM 技术诱人的应用前景更值得期待。该工艺主要包括喂料制备、注射成型、脱脂和烧结。粘结剂是氮化铝陶瓷粉末的载体，决定了喂料注射成形的流变性能和注射性能。良好的粘结剂可起到形状维持的作用，且有效减少坯体变形和脱脂缺陷的产生。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，以减少缺陷产生；对粉体的润湿性和粘附作用好；具有高导热性和低热膨胀系数。 一般由多组分有机物组成，单一有机粘结剂很难满足流动性要求。多孔氮化铝氮化铝，共价键化合物，化学式为AIN，是原子晶体，属类金刚石氮化物、六方晶系。

氮化铝陶瓷室温比较强度高，且不易受温度变化影响，同时具有比较高的热导系数和比较低的热膨胀系数，是一种优良的耐热冲材料及热交换材料，作为热交换材料，可望应用于燃气轮机的热交换器上。由于氮化铝具有与铝、钙等金属不润湿等特性，所以可以用其作坩埚、保护管、浇注模具等。将氮化铝陶瓷作为金属熔池可以用在浸入式热电偶保护管中，由于它不粘附熔融金属，在800~1000℃的熔池中可以连续使用大约3000个小时以上并且不会被侵蚀破坏。此外，由于氮化铝材料对熔盐砷化镓等材料性能稳定，那么将坩埚替代玻璃进行砷化镓半导体的合成，能够完全消除硅的污染而得到高纯度的砷化镓。

致密度不高的材料热导率也不会高。为了获得高致密度的氮化铝陶瓷，一般采取的方法有：使用超细粉、改善烧结方式、引入烧结助剂等方法。因此，氮化铝粉体粒径的大小会直接影响到氮化铝陶瓷烧结的致密度。超细氮化铝粉体由于其高的比表面积，会在烧结的过程中增加烧结的推动力，加速烧结的过程。此外，粉体的尺寸变小也就意味着物质的扩散距离变短，高温下有利于液相物质的生成，极大地加强了流动传质作用。由于氮化铝自扩散系数小，烧结非常困难。只有使用纯度高的超细粉，才可以在烧结的过程中尽可能地减少气孔的出现，保持高致密度。因此，据中国粉体网编辑的了解，工业上一般要求超细氮化铝粉体的D50（即颗粒累积分布为50%的粒径）尺寸尽可能地保持在1~1.5μm左右且粒度均匀。关于氮化铝的导热机理，国内外已做了大量的研究，并已形成了较为完善的理论体系。

提高氮化铝陶瓷热导率的途径：选择合适的烧结工艺，热压烧结：热压烧结是指在机械压力和温度同时作用下，对粉料进行烧结获得致密块体的过程。热压烧结可以使加热烧结和加压成型同时进行。在高温下坯体持续受到压力作用，粉末原料处于热塑性状态，有利于物质的扩散和流动，并且外加压力抵消了形变阻力，促进了粉末颗粒之间的接触。热压烧结可以降低氮化铝陶瓷的烧结温度，而且不用烧结助剂也能使氮化铝烧结致密，且除氧能力强，但是缺点是设备昂贵，而且只能制备形状简单的样品。氮化铝是共价化合物，具有熔点高、自扩散系数小的特点。多孔氮化铝

氮化铝膜在微电子和光电子器件、衬底材料、绝缘层材料、封装材料上有着十分广阔的应用前景。多孔氮化铝

氮化铝陶瓷的流延成型：料浆均匀流到或涂到支撑板上，或用刀片均匀的刷到支撑面上，形成浆膜，经干燥形成一定厚度的均匀的素坯膜的一种料浆成型方法。流延成型工艺包括浆料制备、流延成型、干燥及基带脱离等过程。溶剂和分散剂，高固相含量的流延浆料是流延成型制备高性能氮化铝陶瓷的关键因素之一。溶剂和分散剂是高固相含量的流延浆料的关键。溶剂必须满足以下条件：必须与其他添加成分相溶，如分散剂、粘结剂和增塑剂等；化学性质稳定，不与粉料发生化学反应；对粉料颗粒的润湿性能好；易于挥发与烧除；使用安全、卫生且对环境污染小。坯体强度高、坯体整体均匀性好、可做近净尺寸成型、适于制备复杂形状陶瓷部件和工业化推广、无排胶困难、成本低等。多孔氮化铝

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