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。1、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,轉化率低;反應速度快,反應過程難以;反應釋放出的熱量會導致粉體產(chǎn)生自燒結而形成團聚,從而使得粉體顆粒粗化,后期需要球磨粉碎,會摻入雜質。2、碳熱還原法碳熱還原法就是將混合均勻的Al2O3和C在N2氣氛中加熱,首先Al2O3被還原,所得產(chǎn)物Al再與N2反應生成AlN,其化學反應式為:Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)→2AlN(s)+3CO(g)其是原料豐富,工藝簡單;粉體純度高,粒徑小且分布均勻。其缺點是合成時間長,氮化溫度較高,反應后還需對過量的碳進行除碳處理。 氮化鋁陶瓷屬于什么材料。南京氧化鋯陶瓷氮化鋁陶瓷周期
目前,氮化鋁也存在一些問題。其一是粉體在潮濕的環(huán)境極易與水中羥基形成氫氧化鋁,在AlN粉體表面形成氧化鋁層,氧化鋁晶格溶入大量的氧,降低其熱導率,而且也改變其物化性能,給AlN粉體的應用帶來困難。AlN粉末的水解處理主要是借助化學鍵或物理吸附作用在AlN顆粒表面涂覆一種物質,使之與水隔離,從而避免其水解反應的發(fā)生。目前水解處理的方法主要有:表面化學改性和表面物理包覆。其二是氮化鋁的價格高居不下,每公斤上千元的價格也在一定程度上限制了它的應用。制備氮化鋁粉末一般都需要較高的溫度,從而導致生產(chǎn)制備過程中的能耗較高,同時存在安全,這也是一些高溫制備方法無法實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的主要弊端。再者是生產(chǎn)制備過程中的雜質摻入或者有害產(chǎn)物的生成問題,例如碳化還原反應過量碳粉的去除問題,以及化學氣相沉積法的氯化氫副產(chǎn)物的去除問題,這都要求制備氮化鋁的過程中需對反應產(chǎn)物進行提純,這也導致了生產(chǎn)制備氮化鋁的成本居高不下。。 泰州原材料氮化鋁陶瓷耐高溫多少哪家的氮化鋁陶瓷價格比較低?
化學鍍金屬化法化學鍍金屬化法是在沒有外電流通過的情況下,利用還原劑將溶液中的金屬離子還原在呈催化活性的物體表面上,在物體表面形成金屬鍍層。化學鍍法金屬化的結合強度很大程度上依賴于基體表面的粗糙度,在一定范圍內,基體表面的粗糙度越大,結合強度越高;另一方面,化學鍍金屬化法的附著性不佳,且金屬圖形的制備仍需圖形化工藝實現(xiàn)。直接覆銅法直接覆銅法利用高溫熔融擴散工藝將陶瓷基板與高純無氧銅覆接到一起,所形成的金屬層具有導熱性好、附著強度高、機械性能優(yōu)良、便于刻蝕、絕緣性及熱循環(huán)能力高的優(yōu)點,但是后續(xù)也需要圖形化工藝,同時對AlN進行表面熱處理時形成的氧化物層會降低AlN基板的熱導率。
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,在火焰高溫區(qū)內,粉末立即融化揮發(fā),與氮離子迅速化合而成為AlN粉體。其是團聚少、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。7、化學氣相沉淀法它是在遠高于理論反應溫度,使反應產(chǎn)物蒸氣形成很高的過飽和蒸氣壓,導致其自動凝聚成晶核,而后聚集成顆粒。氮化鋁的應用1、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。2、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;氧化鈹雖然有的性能,但其粉末有劇毒。 哪家氮化鋁陶瓷的質量比較好。
高能球磨法高能球磨法是指在氮氣或氨氣氣氛下,利用球磨機的轉動或振動,使硬質球對氧化鋁或鋁粉等原料進行強烈的撞擊、研磨和攪拌,從而直接氮化生成氮化鋁粉體的方法。其是:高能球磨法具有設備簡單、工藝流程短、生產(chǎn)效率高等。其缺點是:氮化難以完全,且在球磨過程中容易引入雜質,導致粉體的質量較低。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,它是將Al粉在氮氣中點燃后,利用Al和N2反應產(chǎn)生的熱量使反應自動維持,直到反應完全,其化學反應式為:2Al(s)+N2(g)→2AlN(s)其是高溫自蔓延合成法的本質與鋁粉直接氮化法相同,但該法不需要在高溫下對Al粉進行氮化,只需在開始時將其點燃,故能耗低、生產(chǎn)效率高、成本低。其缺點是要獲得氮化完全的粉體,必須在較高的氮氣壓力下進行,直接影響了該法的工業(yè)化生產(chǎn)。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。 氮化鋁與鹽酸反應方程式。蘇州是否實用氮化鋁陶瓷易機加工
氮化鋁陶瓷基板生產(chǎn)廠家。南京氧化鋯陶瓷氮化鋁陶瓷周期
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晶體做高鋁組份的AlGaN外延材料襯底還可以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.基于AlGaN的高質量日盲探測器已經(jīng)獲得成功應用.氮化鋁可應用于結構陶瓷的燒結,制備出來的氮化鋁陶瓷,不僅機械性能好,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。南京氧化鋯陶瓷氮化鋁陶瓷周期