氮化鋁陶瓷的幾種燒結(jié)技術(shù)

氮化鋁陶瓷（AIN）是新型功能電子陶瓷材料，是以氮化鋁粉作為原料，采用流延工藝，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而制成的陶瓷基片，具有氮化鋁材料的各種優(yōu)異特性，符合封裝電子基片應(yīng)具備的性質(zhì)，是高密度，大功率，多芯片組件等半導(dǎo)體器件和大功率，高亮度的LED基板及封裝材料的關(guān)鍵材料，被認(rèn)為是最理想的基板材料，廣泛應(yīng)用于通訊器件、高亮度LED、電力電子器件等行業(yè)。鈞杰陶瓷小編向大家講述導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷的幾種燒結(jié)技術(shù)？

  1.常壓燒結(jié)  
常壓燒結(jié)是氮化鋁陶瓷傳統(tǒng)的制備工藝。在常壓燒結(jié)過程中，坯體不受外加壓力作用，僅在一般氣壓下經(jīng)加熱由粉末顆粒的聚集體轉(zhuǎn)變?yōu)榫Я＝Y(jié)合體，常壓燒結(jié)是最簡單，最廣泛的的燒結(jié)方法。常壓燒結(jié)氮化鋁陶瓷一般溫度范圍為1600℃一2000℃，適當(dāng)升高燒結(jié)溫度和延長保溫時間可以提高氮化鋁陶瓷的致密度。由于氮化鋁為共價鍵結(jié)構(gòu)，純氮化鋁粉末難以進行固相燒結(jié)，所以經(jīng)常在原料中加入燒結(jié)助劑以促進陶瓷燒結(jié)致密化。
一般情況下，常壓燒結(jié)制備氮化鋁陶瓷需要燒結(jié)溫度高，保溫時間較長，但其設(shè)備與工藝流程簡單，操作方便。

  2.熱壓燒結(jié)  
為了降低氮化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度，促進陶瓷致密化，可以利用熱壓燒結(jié)制備氮化鋁陶瓷。所謂熱壓燒結(jié),即在一定壓力下燒結(jié)陶瓷，可以使加熱燒結(jié)和加壓成型同時進行。在高溫下坯體持續(xù)受到壓力作用，粉末原料處于熱塑性狀態(tài)，有利物質(zhì)的流動和擴散，并且外加壓力抵消了形變阻力促進了粉末顆粒之間的接觸。熱壓燒結(jié)陶瓷晶體內(nèi)容易產(chǎn)生晶格畸變，并且由于熱壓燒結(jié)較常壓燒結(jié)燒結(jié)溫度低,保溫時間短，所以晶顆較細(xì)小。由于熱壓燒結(jié)所制備的氮化鋁陶瓷致密化程度高，氣孔率小，很多學(xué)者都對氮化鋁的熱壓燒結(jié)進行了研究。

  3.反應(yīng)燒結(jié)  
反應(yīng)燒結(jié)一般是通過坯體與氣相在燒結(jié)溫度下的化學(xué)反應(yīng)，使得坯體質(zhì)量增加,孔隙減少。一般反應(yīng)燒結(jié)過程中制備的陶瓷收縮率較小，或者保持原形。反應(yīng)燒結(jié)氮化鋁陶瓷是利用鋁粉在氮氣中的氮化反應(yīng)形成氮化鋁粉末并在高溫下燒結(jié)在一起。反應(yīng)燒結(jié)氮化鋁陶瓷的反應(yīng)過程實質(zhì)上就是鋁粉直接氮化法制備氮化鋁粉，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)并且非常劇烈。由于鋁在下已熔化，會影響反應(yīng)的進行，所以一般反應(yīng)燒結(jié)原料為氮化鋁和鋁的混合粉末。

  4. 放電離子燒結(jié)  
放電離子燒結(jié)是一種新型的快速燒結(jié)技術(shù)，融合等離子活化,熱壓,電阻加熱等技術(shù),具有燒結(jié)速度快，晶顆均勻等特點。放電離子燒結(jié)除具有熱壓燒結(jié)過程中的焦耳熱和壓力造成的塑性變形等要素外，還能在坯體顆粒之間產(chǎn)生直流脈沖電壓,利用顆粒間放電產(chǎn)生體加熱，使材料快速燒結(jié)。并且產(chǎn)生的放電等離子，撞擊顆粒導(dǎo)致物質(zhì)蒸發(fā)，可以達到活化顆粒和凈化顆粒表面的作用。利用放電離子燒結(jié)氮化鋁陶瓷，可以在極短的時間內(nèi)完成氮化鋁陶瓷的燒結(jié)。

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