AlN陶瓷基片一般采用無壓燒結,該燒結方法是一種很普通的燒結,雖然工藝簡單、成本較低、可制備形狀復雜,但燒結溫度一般偏高,再不添加燒結助劑的情況下,一般無法制備高性能陶瓷基片。傳統(tǒng)燒結方式一般通過外部熱源對AlN坯體進行加熱,熱傳導不均且速度較慢,將影響燒結質量。微波燒結通過坯體吸收微波能量從而進行自身加熱,加熱過程是在整個材料內(nèi)部同時進行,升溫速度快,溫度分散均勻,防止AlN陶瓷晶粒的過度生長。這種快速燒結技術能充分發(fā)揮亞微米級和納米級粉末的性能,具有很強的發(fā)展前景。放電等離子燒結技術主要利用放電脈沖壓力、脈沖能和焦耳熱產(chǎn)生瞬間高溫場實現(xiàn)快速燒結。放電等離子燒結技術的主要特點是升溫速度快,燒結時間短,燒結溫度低,可實現(xiàn)AlN陶瓷的快速低溫燒結。通過該燒結方法,燒結體的各個顆??深愃朴谖⒉Y那樣均勻地自身發(fā)熱以活化顆粒表面,可在短時間內(nèi)得到致密化、高熱導燒結體。氮化鋁的熱導率主要由晶體缺陷和聲子自身對聲子散射控制。嘉興耐溫氮化鋁粉體價格
氮化鋁的應用:應用于襯底材料,AlN晶體是GaN、AlGaN以及AlN外延材料的理想襯底。與藍寶石或SiC襯底相比,AlN與GaN熱匹配和化學兼容性更高、襯底與外延層之間的應力更小。因此,AlN晶體作為GaN外延襯底時可大幅度降低器件中的缺陷密度,提高器件的性能,在制備高溫、高頻、高功率電子器件方面有很好的應用前景。另外,用AlN晶體做高鋁(Al)組份的AlGaN外延材料襯底還可以有效降低氮化物外延層中的缺陷密度,極大地提高氮化物半導體器件的性能和使用壽命?;贏lGaN的高質量日盲探測器已經(jīng)獲得成功應用。嘉興耐溫氮化鋁粉體價格氮化鋁陶瓷基片,熱導率高,膨脹系數(shù)低,強度高,耐高溫,耐化學腐蝕,電阻率高,介電損耗小。
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(shù)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(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁硬度高,超過傳統(tǒng)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(fā)皿、磁流體發(fā)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(guī)模集成電路基片等。氮化鋁耐熱、耐熔融金屬的侵蝕,對酸穩(wěn)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。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(yè)中較廣應用。
氮化鋁的應用:壓電裝置應用:氮化鋁具備高電阻率,高熱導率(為Al2O3的8-10倍),與硅相近的低膨脹系數(shù),是高溫和高功率的電子器件的理想材料。電子封裝基片材料:常用的陶瓷基片材料有氧化鈹、氧化鋁、氮化鋁等,其中氧化鋁陶瓷基板的熱導率低,熱膨脹系數(shù)和硅不太匹配;氧化鈹雖然有優(yōu)良的性能,但其粉末有劇毒。在現(xiàn)有可作為基板材料使用的陶瓷材料中,氮化硅陶瓷抗彎強度很高,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(shù)很小。而氮化鋁陶瓷具有高熱導率、好的抗熱沖擊性、高溫下依然擁有良好的力學性能。制約氮化鋁商品化的主要因素就是價格問題。
氮化鋁粉體的成型工藝有多種,傳統(tǒng)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(jù)中國粉體網(wǎng)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(chǎn)效率低,無法滿足電子工業(yè)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(yè)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(wǎng)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。氮化鋁薄膜用于薄膜器件的介質和耐磨、耐熱、散熱好的鍍層。嘉興耐溫氮化鋁粉體價格
氮化鋁(AIN)是AI-N二元系中穩(wěn)定的相,它具有共價鍵、六方纖鋅礦結構。嘉興耐溫氮化鋁粉體價格
提高氮化鋁陶瓷熱導率的途徑:選擇合適的燒結工藝,致密度對氮化鋁陶瓷的熱導率有重要影響,致密度較低的氮化鋁陶瓷很難有較高的熱導率,因此必須選擇合適的燒結工藝實現(xiàn)氮化鋁陶瓷的致密化。常壓燒結:常壓燒結的燒結溫度通常為1600℃至2000℃,當添加了Y2O3燒結助劑后,氮化鋁粉會產(chǎn)生液相燒結,燒結溫度一般在1700℃至1900℃,特別是1800℃很常用,保溫時間為2h。燒結溫度還要受到氮化鋁粉粒度、添加劑含量及種類等的影響。熱壓溫度相對能低一些,一般是在1500℃至1700℃,保溫時間為0.5h,施加的壓力為20MPa左右。在1500℃至1800℃范圍內(nèi),提高氮化鋁燒結溫度通常會明顯提高氮化鋁燒結體的導熱率和致密度,特別是在常壓燒結時,這種影響更為明顯。嘉興耐溫氮化鋁粉體價格
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