氮化鋁陶瓷微觀結構對熱導率的影響:在實際應用中,常在AlN中加入各種燒結助劑來降低AlN陶瓷的燒結溫度,與此同時在氮化鋁晶格中也引入了第二相,致使熱傳導過程中聲子發生散射導致熱導率下降。添加燒結助劑引入的第二相會出現幾種情況:從分布形式來看,可分為孤島狀和連續分布在晶界處;從分布位置來看,可分為分布在晶界三角處和晶界其他處。連續分布的晶粒可為聲子提供了更直接的通道,直接接觸AlN晶粒比孤立分布的AlN晶粒具有更高的熱導率,所以第二相是連續分布的更好;分布于晶界三角處的AlN陶瓷在熱傳導過程中產生的干擾散射較少,而且能夠使AlN晶粒間保持接觸,故而第二相分布在晶界三角處更好。此外,晶界相若分布不均勻,會導致大量的氣孔存在,阻礙聲子的散射,導致AlN的熱導率下降,晶界含量、晶界大小以及氣孔率對熱導率的表現也有一定的影響。因此,在AlN陶瓷的燒結過程中,可以通過改善燒結工藝的途徑,如提高燒結溫度、延長保溫時間、熱處理等,改善晶體內部缺陷,盡可能使第二相連續分布以及位于三叉晶界處,從而提高氮化鋁陶瓷的熱導率。利用AIN陶瓷耐熱耐熔體光學性能可作紅外線窗口。上海超細氮化鋁價格
機械連接法的特點是采取合理的結構設計將AlN基板與金屬連接在一起,主要有熱套連接和螺栓連接兩種。機械連接方法具有工藝簡單,可行性好等特點,但它常常會產生應力集中,并且不適用于高溫環境。厚膜法是通過絲網印刷在AlN基板表面涂刷一層導體漿料,經燒結形成引線接點及電路。厚膜導體漿料一般由導電金屬粉末(Au、Ag、Cu等,粒度為1-5μm)、玻璃粘結劑和有機載體(包括表面活性劑、有機溶劑和增稠劑等)經混合球磨而成。其中導電金屬粉末決定了漿料成膜后的電學性能和機械性能,玻璃粘結劑的作用是粘結導電金屬粉末與基體材料并決定了兩者之的粘結強度,有機載體作為溶劑將金屬粉末與粘結劑混合在一起。上海超細氮化鋁價格隨著近年來全球范圍內電子陶瓷產業化規模的不斷擴大,CIM 技術誘人的應用前景更值得期待。
氮化鋁化鋁陶瓷是以氮化鋁(AlN)為主晶相的陶瓷,氮化鋁晶體以四面體為結構單元共價鍵化合物,具有纖鋅礦型結構,屬六方晶系。化學組成Al(65.81%)、N(34.19%),比重3.261g/cm3,白色或灰白色,單晶無色透明,常壓下的升華分解溫度為2450°C,為一種高溫耐熱材料。熱膨脹系數(4.0-6.0)*10-6/℃。多晶氮化鋁熱導率達260W/(m.k),比氧化鋁高5-8倍,所以耐熱沖擊好,能耐2200℃的高溫。此外,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。氮化鋁陶瓷有很多優良特性,但是其難加工屬性限制了氮化鋁陶瓷的發揮。氮化鋁陶瓷用普通CNC不能很好的加工,主要是因為氮化鋁陶瓷材料較硬,普通CNC不適合加工硬度過高的材料,并且機床內部的精密零件也容易受到陶瓷粉末的侵蝕,加工氮化鋁陶瓷可以用鑫騰輝陶瓷CNC,剛性強,防護等級高,專門加工氮化鋁陶瓷等特種陶瓷材料。
影響氮化鋁陶瓷熱導率的因素:影響氮化鋁陶瓷熱導率的主要因素有晶格的氧含量、致密度、顯微結構、粉體純度等。氧含量及雜質:對于氮化鋁陶瓷來說,由于它對氧的親和作用強烈,氧雜質易于在燒結過程中擴散進入AlN晶格,與多種缺陷直接相關,是影響氮化鋁熱導率的很主要根源。在聲子-缺陷的散射中,起主要作用的是雜質氧和氧化鋁的存在,由于氮化鋁易于水解和氧化,表面形成一層氧化鋁膜,氧化鋁溶入氮化鋁晶格中產生鋁空位。使得氮化鋁晶格出現非諧性,影響聲子散射,從而使氮化鋁陶瓷熱導率急劇降低。氮化鋁陶瓷具有高熱導率、好的抗熱沖擊性、高溫下依然擁有良好的力學性能。
納米氮化鋁粉體主要用途:導熱塑料中的應用:納米氮化鋁粉體可以大幅度提高塑料的導熱率。通過實驗產品以5-10%的比例添加到塑料中,可以使塑料的導熱率從原來的0.3提高到5。導熱率提高了1l6倍多。相比較目前市場上的導熱填料(氧化鋁或哦氧化鎂等)具有添加量低,對制品的機械性能有提高作用,導熱效果提高更明顯等特點。目前相關應用廠家已經大規模采購納米氮化鋁粉體,新型的納米導熱塑料將投放市場。高導熱硅橡膠的應用:與硅匹配性能好,在橡膠中容易分散,在不影響橡膠的機械性能的前提下(實驗證明對橡膠的機械性能還有提高作用)可大幅度提升硅橡膠的導熱率,在添加過程中不象氧化物等使黏度上升很快,添加量很小(根據導熱要求一般在5%左右就可以使導熱率提高50%-70%),現較廣應用與,航空以及信息工程中。根據氮化鋁的熱傳導性能,低致密度的樣品存在的大量氣孔,會影響聲子的散射。上海超細氮化鋁價格
凝膠流延成型和注凝成型,成為氮化鋁陶瓷的主要生產方法,從而促進氮化鋁陶瓷的推廣與應用。上海超細氮化鋁價格
在AlN陶瓷的燒結工藝中,燒結氣氛的選擇也十分關鍵的。一般的AlN陶瓷燒結氣氛有3種:還原型氣氛、弱還原型氣氛和中性氣氛。還原性氣氛一般為CO,弱還原性氣氛一般為H2,中性氣氛一般為N2。在還原氣氛中,AlN陶瓷的燒結時間及保溫時間不宜過長,燒結溫度不宜過高,以免AlN被還原。在中性氣氛中不會出現上述情況。所以一般選擇在氮氣中燒結,這樣可以獲得性能更好的AlN陶瓷。目前,國內氮化鋁材料的研究制造水平相比國外還有不小差距,研究基本停留在各大科研院所高校、真正能夠獨自產業化生產的機構極少。未來需把精力投入到幾種方法的綜合利用或新型陶瓷燒結技術研發上,減小生產成本,使得AlN陶瓷產品的種類豐富,外形尺寸結構多樣化、滿足多種領域應用的需求。上海超細氮化鋁價格
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