氮化鋁粉體的制備工藝主要有直接氮化法和碳熱還原法,此外還有自蔓延合成法、高能球磨法、原位自反應合成法、等離子化學合成法及化學氣相沉淀法等。直接氮化法:直接氮化法就是在高溫的氮氣氣氛中,鋁粉直接與氮氣化合生成氮化鋁粉體,其化學反應式為2Al(s)+N2(g)→2AlN(s),反應溫度在800℃-1200℃。其優(yōu)點是工藝簡單,成本較低,適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。其缺點是鋁粉表面有氮化物產(chǎn)生,導致氮氣不能滲透,轉(zhuǎn)化率低;反應速度快,反應過程難以控制;反應釋放出的熱量會導致粉體產(chǎn)生自燒結(jié)而形成團聚,從而使得粉體顆粒粗化,后期需要球磨粉碎,會摻入雜質(zhì)。氮化鋁的電阻率較高,熱膨脹系數(shù)低,硬度高,化學穩(wěn)定性好但與一般絕緣體不同。上海納米氧化鋁品牌
氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的熱、電、力學性能,所以它的應用范圍比較廣??梢灾瞥傻X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,介電耗損小,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(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。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(yè)中較廣應用。蘇州片狀氮化鋁粉體廠家直銷氮化鋁粉體的制備工藝:高溫自蔓延合成法:高溫自蔓延合成法是直接氮化法的衍生方法。
氮化鋁在陶瓷在常溫和高溫下都具有良好的耐蝕性、穩(wěn)定性,在2450℃下才會發(fā)生分解,可以用作高溫耐火材料,如坩堝、澆鑄模具。氮化鋁陶瓷能夠不被銅、鋁、銀等物質(zhì)潤濕以及耐鋁、鐵、鋁合金的溶蝕,可以成為良好的容器和高溫保護層,如熱電偶保護管和燒結(jié)器具;也可以抵御高溫腐蝕性氣體的侵蝕,用于制備氮化鋁陶瓷靜電卡盤這種重要的半導體制造裝備的零部件。由于氮化鋁對砷化鎵等熔鹽表現(xiàn)穩(wěn)定,用氮化鋁坩堝代替玻璃來合成砷化鎵半導體,可以消除來自玻璃中硅的污染,獲得高純度的砷化鎵半導體。
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(jié)構(gòu)單元共價鍵化合物,具有纖鋅礦型結(jié)構(gòu),屬六方晶系?;瘜W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(shù)(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(yōu)良特性,但是其難加工屬性限制了氮化鋁陶瓷的發(fā)揮。氮化鋁陶瓷用普通CNC不能很好的加工,主要是因為氮化鋁陶瓷材料較硬,普通CNC不適合加工硬度過高的材料,并且機床內(nèi)部的精密零件也容易受到陶瓷粉末的侵蝕,加工氮化鋁陶瓷可以用鑫騰輝陶瓷CNC,剛性強,防護等級高,專門加工氮化鋁陶瓷等特種陶瓷材料。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。
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(fā)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(chǎn)AlN。其優(yōu)點是工藝簡單、原料豐富、反應溫度低,合成粉體的氧雜質(zhì)含量低。其缺點是金屬雜質(zhì)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(fā)生器或高頻等離子發(fā)生器,將Al粉輸送到等離子火焰區(qū)內(nèi),在火焰高溫區(qū)內(nèi),粉末立即融化揮發(fā),與氮離子迅速化合而成為AlN粉體。其優(yōu)點是團聚少、粒徑小。其缺點是該方法為非定態(tài)反應,只能小批量處理,難于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),且其氧含量高、所需設備復雜和反應不完全。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。單晶氮化硼品牌
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。上海納米氧化鋁品牌
氮化鋁的應用:應用于陶瓷及耐火材料,氮化鋁可應用于結(jié)構(gòu)陶瓷的燒結(jié),制備出來的氮化鋁陶瓷,不但機械性能好,抗折強度高于Al2O3和BeO陶瓷,硬度高,還耐高溫耐腐蝕。利用AlN陶瓷耐熱耐侵蝕性,可用于制作坩堝、Al蒸發(fā)皿等高溫耐蝕部件。此外,純凈的AlN陶瓷為無色透明晶體,具有優(yōu)異的光學性能,可以用作透明陶瓷制造電子光學器件裝備的高溫紅外窗口和整流罩的耐熱涂層。復合材料,環(huán)氧樹脂/AlN復合材料作為封裝材料,需要良好的導熱散熱能力,且這種要求愈發(fā)嚴苛。環(huán)氧樹脂作為一種有著很好的化學性能和力學穩(wěn)定性的高分子材料,它固化方便,收縮率低,但導熱能力不高。通過將導熱能力優(yōu)異的AlN納米顆粒添加到環(huán)氧樹脂中,可有效提高材料的熱導率和強度。上海納米氧化鋁品牌