氮化铝粉体的制备工艺:碳热还原法:碳热还原法就是将混合均匀的Al2O3和C在N2气氛中加热,首先Al2O3被还原,所得产物Al再与N2反应生成AlN,其化学反应式为:Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)→2AlN(s)+3CO(g);其优点是原料丰富,工艺简单;粉体纯度高,粒径小且分布均匀。其缺点是合成时间长,氮化温度较高,反应后还需对过量的碳进行除碳处理,导致生产成本较高。高能球磨法:高能球磨法是指在氮气或氨气气氛下,利用球磨机的转动或振动,使硬质球对氧化铝或铝粉等原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌,从而直接氮化生成氮化铝粉体的方法。其优点是:高能球磨法具有设备简单、工艺流程短、生产效率高等优点。其缺点是:氮化难以完全,且在球磨过程中容易引入杂质,导致粉体的质量较低。氮化铝要以热压及焊接式才可制造出工业级的物料。杭州绝缘氮化硼哪家好
纳米氮化铝粉体主要用途:导热塑料中的应用:纳米氮化铝粉体可以大幅度提高塑料的导热率。通过实验产品以5-10%的比例添加到塑料中,可以使塑料的导热率从原来的0.3提高到5。导热率提高了1l6倍多。相比较目前市场上的导热填料(氧化铝或哦氧化镁等)具有添加量低,对制品的机械性能有提高作用,导热效果提高更明显等特点。目前相关应用厂家已经大规模采购纳米氮化铝粉体,新型的纳米导热塑料将投放市场。高导热硅橡胶的应用:与硅匹配性能好,在橡胶中容易分散,在不影响橡胶的机械性能的前提下(实验证明对橡胶的机械性能还有提高作用)可大幅度提升硅橡胶的导热率,在添加过程中不象氧化物等使黏度上升很快,添加量很小(根据导热要求一般在5%左右就可以使导热率提高50%-70%),现较广应用与,航空以及信息工程中。单晶氮化铝结晶氮化铝易潮解,在湿空气中水解生成氯化氢白色烟雾。
氮化铝陶瓷的运用:氮化铝陶瓷基板:氮化铝陶瓷基板热导率高,膨胀系数低,强度高,耐高温,耐化学腐蚀,电阻率高,介电损耗小,是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。氮化铝陶瓷零件:氮化铝 (AlN) 具有高导热性、高耐磨性和耐腐蚀性,是半导体和医疗行业很理想的材料。典型应用包括:加热器、静电卡盘、基座、夹环、盖板和 MRI 设备。氮化铝陶瓷使用须知:氮化铝陶瓷在700°C的空气中会发生表面氧化,即使在室温下,也检测到5-10nm的表面氧化层。这将有助于保护材料本体,但它也将降低材料表面的导热率。在惰性气氛中,该氧化层可在高达1350°C 的温度下保护材料本体,当在高于此温度时本体将会发生大量氧化。氮化铝陶瓷在高达 980°C 的氢气和二氧化碳气氛中是稳定的。氮化铝陶瓷会与无机酸和强碱、水等液体发生化学反应并缓慢溶解,所有它不能直接浸泡在这类物质中使用。但氮化铝可以抵抗大多数熔盐的侵蚀,包括氯化物和冰晶石。
氮化铝陶瓷是以氮化铝(AIN)为主晶相的陶瓷。AIN晶体以〔AIN4〕四面体为结构单元共价键化合物,具有纤锌矿型结构,属六方晶系。化学组成 AI 65.81%,N 34.19%,比重3.261g/cm3,白色或灰白色,单晶无色透明,常压下的升华分解温度为2450℃。为一种高温耐热材料。热膨胀系数(4.0-6.0)X10-6/℃。多晶AIN热导率达260W/(m.k),比氧化铝高5-8倍,所以耐热冲击好,能耐2200℃的极热。此外,氮化铝具有不受铝液和其它熔融金属及砷化镓侵蚀的特性,特别是对熔融铝液具有极好的耐侵蚀性。性能指标:各种电性能(介电常数、介质损耗、体电阻率、介电强度)优良;机械性能好,抗折强度高于Al2O3和BeO陶瓷,可以常压烧结;光传输特性好;无毒。与氧化铍不同的是氮化铝无毒,氮化铝用金属处理,能取代矾土及氧化铍用于大量电子仪器。
氮化铝陶瓷的制备技术:凝胶注模成型技术原理是首先将粉体、溶剂、分散剂混合球磨,制备具有高固相、粘度的粉体-溶剂浓悬浮液,加入合适的有机单体,添加引发剂或固化剂或者通过外界条件如温度等的变化使陶瓷浆料中的单体交联固化,很终在坯体中形成三维网状结构将陶瓷颗粒固定,使浆料原位固化成型。与其他成型工艺技术相比,凝胶注模成型优点如下:适用范围较广;成型坯体缺陷和变形小,是一种近净尺寸成型工艺;坯体强度较高,成型坯体可进行机加工;坯体中有机物含量很低,排胶后成品变形小;陶瓷生坯和烧结体密度高、均匀性好;成本低、工艺可控。目前,凝胶注模成型的主要问题有:水机注凝成型需要对氮化铝粉体做抗水解处理,非水基成型则需要进一步寻找和制备凝胶网络交联密度、强度适宜且易于制得高固含量低粘度浆料的注凝体系。利用AlN陶瓷耐热耐侵蚀性,可用于制作坩埚、Al蒸发皿等高温耐蚀部件。杭州绝缘氮化硼哪家好
直接氮化法的优点是工艺简单,成本较低,适合工业大规模生产。杭州绝缘氮化硼哪家好
氮化铝粉体的合成方法:自蔓延高温合成法:该方法为铝粉的直接氮化,充分利用了铝粉直接氮化为强放热反应的特点,将铝粉于氮气中点然后,利用铝和氮气之间的高化学反应热使反应自行维持下去,合成AlN。其反应式与Al粉直接氮化法相同,即为2Al+N2→2AlN。化学气相沉积法:利用铝的挥发性化合物与氮气或氨气反应,从气相中沉淀析出氮化铝粉末;根据选择铝源的不同,分为无机物(卤化铝)和有机物(烷基铝)化学气相沉积法。该工艺存在对设备要求较高,生产效率低,采用烷基铝为原料会导致成本较高,而采用无机铝为原料则会生成腐蚀性气体,所以目前还难以进行大规模工业化生产。杭州绝缘氮化硼哪家好
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