氮化鋁具有高熱導率、良好的電絕緣性、低介電常數(shù)、無毒等性能,應用前景十分廣闊,特別是隨著大功率和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展,集成電路和基片間散熱的重要性也越來越明顯。因此,基片必須要具有高的導熱率和電阻率。為滿足這一要求,國內(nèi)外研究學者開發(fā)出了一系列高性能的陶瓷基片材料,其中主要包括:Al2O3、BeO、AlN、BN、Si3N4、SiC,其中氮化鋁是綜合性能很優(yōu)良的新型先進陶瓷材料,被認為是新一代高集成度半導體基片和電子器件的理想封裝材料。燒結(jié)過程是氮化鋁陶瓷制備的一個重要階段,直接影響陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)如晶粒尺寸與分布、氣孔率和晶界體積分數(shù)等。因此燒結(jié)技術成為制備高質(zhì)量氮化鋁陶瓷的關鍵技術。氮化鋁陶瓷常用的燒結(jié)技術有無壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)、微波燒結(jié)等。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。溫州球形氮化硼哪家好
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。抑制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(zhì),使之與水隔離,從而避免其水解反應的發(fā)生。目前抑制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,同時存在安全風險,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(zhì)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。溫州球形氮化硼哪家好利用氮化鋁陶瓷能耐鐵、鋁等金屬和合金的溶蝕性能,可用作Al、Cu等金屬熔煉的坩堝和澆鑄模具材料。
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。
納米氮化鋁粉體主要用途:導熱硅膠和導熱環(huán)氧樹脂:超高導熱納米AIN復合的硅膠具有良好的導熱性,良好的電絕緣性,較寬的電絕緣性使用溫度(工作溫度-60℃ --200℃ ,較低的稠度和良好的施工性能。產(chǎn)品已達或超過進口產(chǎn)品,因為可取代同類進口產(chǎn)品而較廣應用于電子器件的熱傳遞介質(zhì),提高工作效率。如CPU與散熱器填隙、大功率三極管、可控硅元件、二極管、與基材接觸的細縫處的熱傳遞介質(zhì)。納米導熱膏是填充IC或三極管與散熱片之間的空隙,增大它們之間的接觸面積,達到更好的散熱效果。其他應用領域:納米氮化鋁應用于熔煉有色金屬和半導體材料砷化銨的紺蝸、蒸發(fā)舟、熱電偶的保護管、高溫絕緣件、微波介電材料、耐高溫及耐腐蝕結(jié)構(gòu)陶瓷及透明氮化鋁微波陶瓷制品,以及目前應用與PI樹脂,導熱絕緣云母帶,導熱脂,絕緣漆以及導熱油等。在實際產(chǎn)品中,氮化鋁的晶體結(jié)構(gòu)不能完全均均勻分布,并且存在許多雜質(zhì)和缺陷。
目前AlN基片較常用的燒結(jié)工藝一般有5種,即熱壓燒結(jié)、無壓燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)(SPS)、微波燒結(jié)和自蔓延燒結(jié)。熱壓燒結(jié)是在加熱粉體的同時進行加壓,利用通電產(chǎn)生的焦耳熱和加壓造成的塑性變形來促進燒結(jié)過程的進行。相對于無壓燒結(jié)來說,熱壓燒結(jié)的燒結(jié)溫度要低得多,而且燒結(jié)體致密,氣孔率低,但其加熱、冷卻所需時間較長,且只能制備形狀不太復雜的樣品。熱壓燒結(jié)是目前制備高熱導率致密化AlN陶瓷的主要工藝。由于AlN具有很強的共價性,故其在常壓燒結(jié)時需要的燒結(jié)溫度很高。在常壓燒結(jié)條件下,添加了Y2O3的AlN粉能產(chǎn)生液相燒結(jié)的溫度為1600℃以上,且燒結(jié)溫度要受AlN粒度、添加劑種類及添加劑的含量等因素的影響。常壓燒結(jié)的燒結(jié)溫度一般為1600~2000℃,保溫時間為2h。氮化鋁膜很早用化學氣相沉積(CVI)制備,其沉積溫度高達1000攝氏度以上。溫州球形氮化硼哪家好
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。溫州球形氮化硼哪家好
納米氮化鋁粉體主要用途:制造高性能陶瓷器件:制造集成電路基板,電子器件,光學器件,散熱器,高溫紺塢。制備金屬基及高分子基復合材料:特別是在高溫密封膠粘劑和電子封裝材料中有極好的應用前景。納米無機陶瓷車用潤滑油及抗磨劑﹔納米陶瓷機油中的納米氮化鋁陶瓷粒子隨潤滑油作用于發(fā)動機內(nèi)部的摩擦副金屬表面,在高溫和極壓的作用下被,并牢固滲嵌到金屬表面凹痕和微孔中,修復受損表面,形成納米陶瓷保護膜。因為這層膜的隔離作用,從而極大的降低摩擦力,將運動機件間的摩擦降至近乎零,通過改善潤滑,可降低摩擦系數(shù)70%以上,提高抗磨能力300%以上,降低磨損80%以上,可延長機械零件壽命3倍以上,減少停工,降低維修成本,延長大修期一倍以上,節(jié)能5%~30%,提高設備輸出功率15%-40%,其添加量為萬分之二。溫州球形氮化硼哪家好
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