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氮化铝陶瓷的几种烧结技术

文章出处:http://www.jundro.cn/taocigongyi_/490.html人气:27时间:2021-01-06

氮化铝陶瓷(AIN)是新型功能电子陶瓷材料,是以氮化铝粉作为原料,采用流延工艺,经高温烧结而制成的陶瓷基片,具有氮化铝材料的各种优异特性,符合封装电子基片应具备的性质,是高密度,大功率,多芯片组件等半导体器件和大功率,高亮度的LED基板及封装材料的关键材料,被认为是最理想的基板材料,广泛应用于通讯器件、高亮度LED、电力电子器件等行业。钧杰陶瓷小编向大家讲述导热氮化铝陶瓷的几种烧结技术?

氮化铝陶瓷加工
  1.常压烧结  
常压烧结是氮化铝陶瓷传统的制备工艺。在常压烧结过程中,坯体不受外加压力作用,仅在一般气压下经加热由粉末颗粒的聚集体转变为晶粒结合体,常压烧结是最简单,最广泛的的烧结方法。常压烧结氮化铝陶瓷一般温度范围为1600℃一2000℃,适当升高烧结温度和延长保温时间可以提高氮化铝陶瓷的致密度。由于氮化铝为共价键结构,纯氮化铝粉末难以进行固相烧结,所以经常在原料中加入烧结助剂以促进陶瓷烧结致密化。
一般情况下,常压烧结制备氮化铝陶瓷需要烧结温度高,保温时间较长,但其设备与工艺流程简单,操作方便。

  2.热压烧结  
为了降低氮化铝陶瓷的烧结温度,促进陶瓷致密化,可以利用热压烧结制备氮化铝陶瓷。所谓热压烧结,即在一定压力下烧结陶瓷,可以使加热烧结和加压成型同时进行。在高温下坯体持续受到压力作用,粉末原料处于热塑性状态,有利物质的流动和扩散,并且外加压力抵消了形变阻力促进了粉末颗粒之间的接触。热压烧结陶瓷晶体内容易产生晶格畸变,并且由于热压烧结较常压烧结烧结温度低,保温时间短,所以晶颗较细小。由于热压烧结所制备的氮化铝陶瓷致密化程度高,气孔率小,很多学者都对氮化铝的热压烧结进行了研究。

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  3.反应烧结  
反应烧结一般是通过坯体与气相在烧结温度下的化学反应,使得坯体质量增加,孔隙减少。一般反应烧结过程中制备的陶瓷收缩率较小,或者保持原形。反应烧结氮化铝陶瓷是利用铝粉在氮气中的氮化反应形成氮化铝粉末并在高温下烧结在一起。反应烧结氮化铝陶瓷的反应过程实质上就是铝粉直接氮化法制备氮化铝粉,此反应为放热反应并且非常剧烈。由于铝在下已熔化,会影响反应的进行,所以一般反应烧结原料为氮化铝和铝的混合粉末。

  4. 放电离子烧结  
放电离子烧结是一种新型的快速烧结技术,融合等离子活化,热压,电阻加热等技术,具有烧结速度快,晶颗均匀等特点。放电离子烧结除具有热压烧结过程中的焦耳热和压力造成的塑性变形等要素外,还能在坯体颗粒之间产生直流脉冲电压,利用颗粒间放电产生体加热,使材料快速烧结。并且产生的放电等离子,撞击颗粒导致物质蒸发,可以达到活化颗粒和净化颗粒表面的作用。利用放电离子烧结氮化铝陶瓷,可以在极短的时间内完成氮化铝陶瓷的烧结。

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