氮化鋁陶瓷由于其優(yōu)異的導(dǎo)熱性能,高的絕緣以及良好的力學(xué)性能,與半導(dǎo)體材料相近的熱膨脹系數(shù),耐等離子體侵蝕等特點(diǎn),是半導(dǎo)體芯片封裝、精密電子儀器零部件、消費(fèi)電子用光學(xué)器件等的關(guān)鍵材料。但現(xiàn)有制造高純氮化鋁粉末的原材料價(jià)格高、合成時(shí)間長(zhǎng)、能耗高,造成氮化鋁粉末價(jià)格較高,同時(shí)因其粒度細(xì)、易水解等特點(diǎn),也使得粉末的存儲(chǔ)與使用環(huán)境要求高。由于氮化鋁硬度高、脆性大,加工性能差,采用傳統(tǒng)的加工方法難以制備出復(fù)雜形狀和高尺寸精度的零部件,極大地限制了氮化鋁陶瓷的應(yīng)用。這些限制了氮化鋁材料的廣泛應(yīng)用,針對(duì)以上問題,本文開展了以下研究:（1）采用沉淀法合成碳酸氫銨與炭黑的混合前驅(qū)物,與氮?dú)庠诩訜釛l件下發(fā)生碳熱還原反應(yīng),合成氮化鋁與碳的混合物,經(jīng)過在空氣中除去多余的碳,得到氮化鋁粉末。研究表明,采取反向滴定的方法,且控制pH值為8.5-10之間時(shí),方能合成物相為碳酸鋁銨的前驅(qū)物,該前驅(qū)物的開始氮化溫度在1200℃-1300℃之間,通過調(diào)整碳鋁比例與反應(yīng)溫度,可制備出不同粒徑的氮化鋁粉末。當(dāng)碳鋁原子摩爾比為8:1時(shí),反應(yīng)溫度為1450℃時(shí),合成氮化鋁粉末一次粒徑為80nm,比表面積為17m2/g,當(dāng)碳鋁原子摩... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：126 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 氮化鋁陶瓷的性質(zhì)
    2.2 氮化鋁陶瓷的導(dǎo)熱機(jī)理及影響因素
        2.2.1 氮化鋁陶瓷的導(dǎo)熱機(jī)理
        2.2.2 影響氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的因素
        2.2.3 提高AlN陶瓷熱導(dǎo)率的途徑
    2.3 氮化鋁粉末的制備
        2.3.1 直接氮化法
        2.3.2 碳熱還原法
        2.3.3 自蔓延高溫合成法
        2.3.4 化學(xué)氣相沉積法
    2.4 碳熱還原前驅(qū)物制備氮化鋁粉末
        2.4.1 低溫燃燒合成前驅(qū)物制備氮化鋁粉末
        2.4.2 沉淀前驅(qū)物制備氮化鋁粉末
    2.5 氮化鋁粉末改性
    2.6 氮化鋁陶瓷成型
        2.6.1 干壓成型
        2.6.2 等靜壓成型
        2.6.3 流延成型
        2.6.4 注射成形
    2.7 氮化鋁陶瓷的燒結(jié)
        2.7.1 常壓燒結(jié)法
        2.7.2 熱壓燒結(jié)
        2.7.3 放電等離子體燒結(jié)
        2.7.4 微波燒結(jié)
3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
    3.1 研究?jī)?nèi)容
    3.2 技術(shù)路線
4 氮化鋁粉末的制備
    4.1 實(shí)驗(yàn)原料與實(shí)驗(yàn)方案
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)原料與實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.1.3 分析測(cè)試
    4.2 碳源分散性的影響
    4.3 滴定方式的影響
    4.4 溶液pH值的影響
    4.5 鋁源(NH_4Al(SO_4)_2)濃度的影響
    4.6 碳酸氫銨與硫酸鋁銨配比的影響
    4.7 酒精洗滌的影響
    4.8 氮化過程中前驅(qū)物的相轉(zhuǎn)變
    4.9 合成氮化鋁的顆粒調(diào)控
    4.10 本章結(jié)論
5 氮化鋁粉末改性與造粒
    5.1 氮化鋁粉末抗水化改性
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)原料和實(shí)驗(yàn)方法
        5.1.2 粉末處理前后表面形貌與相變化
        5.1.3 pH值隨時(shí)間的變化
        5.1.4 氮化鋁粉末物相隨時(shí)間的變化
    5.2 氮化鋁粉末噴霧造粒
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.2 AlN原料粉末特征
        5.2.3 球磨混合時(shí)間的確定
        5.2.4 AlN料漿的流變特性
        5.2.5 AlN粉末噴霧造粒
        5.2.6 AlN造粒粉末的成形與燒結(jié)
    5.3 本章結(jié)論
6 氮化鋁粉末注射成形
    6.1 實(shí)驗(yàn)原料和實(shí)驗(yàn)方法
        6.1.1 原料的選擇
        6.1.2 實(shí)驗(yàn)過程
        6.1.3 分析測(cè)試
    6.2 氮化鋁喂料的研究
        6.2.1 喂料臨界裝載量的確定
        6.2.2 喂料的粘度
        6.2.3 氮化鋁喂料的粘度與剪切速率之間的關(guān)系
        6.2.4 喂料的粘度與溫度的關(guān)系
        6.2.5 喂料的綜合流動(dòng)性
    6.3 AlN注射成形工藝參數(shù)的選擇
    6.4 脫脂工藝的研究
    6.5 注射成形AlN陶瓷的燒結(jié)
    6.6 氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的調(diào)控
    6.7 本章結(jié)論
7 結(jié)論
8 創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3174585