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文檔簡介
1、本文通過對AlN粉體的表面改性,大大地提高了AlN粉體的抑制水解能力,成功實(shí)現(xiàn)了AlN生帶的水基流延成型制備,結(jié)合放電等離子燒結(jié)(SPS)工藝制備高熱導(dǎo)AlN陶瓷。研究了各因素對漿料流變特性的影響,通過對漿料制備工藝進(jìn)行優(yōu)化獲得了均勻、致密的AlN生帶;研究了各因素對AlN陶瓷性能的影響,揭示了SPS燒結(jié)過程中的致密化機(jī)制及燒結(jié)助劑的種類、含量對AlN陶瓷性能的影響規(guī)律;對不同金屬與AlN陶瓷共燒后界面的顯微組織進(jìn)行了研究,實(shí)現(xiàn)了AlN
2、陶瓷與W的良好共燒,形成了結(jié)合良好的共燒界面。
結(jié)果表明,采用磷酸鹽對AlN粉體進(jìn)行表面改性,能夠有效地抑制AlN粉體的水解。當(dāng)采用4wt%的Al(H2PO4)3對AlN粉體進(jìn)行改性時,懸浮液的pH值在12h內(nèi)均無明顯變化。
選用檸檬酸銨作為分散劑,能對AlN粉體進(jìn)行有效的分散。當(dāng)分散劑的用量為1wt%時,AlN水基漿料的粘度最低,并能夠穩(wěn)定存在,此時AlN具有最佳的分散效果。粘接劑的含量與R值(增塑劑與粘接劑的比例
3、)的大小也是影響AlN漿料粘度的重要因素。漿料的粘度隨粘接劑含量的增加而增加;隨R值的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。漿料均呈現(xiàn)出剪切變稀的特性,這有利于流延成型的進(jìn)行。
稀土氧化物與碳酸鹽組成的復(fù)合燒結(jié)助劑促進(jìn)了AlN晶粒生長和晶間相的晶化。以2wt.%的Li2CO3-CaCO3-Dy2O3為燒結(jié)助劑,采用SPS工藝在1800 ℃保溫10min可實(shí)現(xiàn)AlN陶瓷的最大致密化。燒結(jié)助劑與AlN表面的Al2O3反應(yīng),生成第二相降低了燒
4、結(jié)溫度,同時降低了晶格中的氧含量,起到凈化晶格的作用,從而提高了AlN陶瓷的熱導(dǎo)率和介電性能。研究表明,當(dāng)Li2CO3-CaCO3-Dy2O3含量為4wt.%時得到的材料顯微組織結(jié)構(gòu)均勻、介電性能較好、熱導(dǎo)率達(dá)到89W/(m·K)。
利用Ag、Cu、Au和W在AlN生帶上進(jìn)行布線,實(shí)現(xiàn)了AlN與金屬的共燒。對共燒界面處進(jìn)行顯微組織觀察和能譜分析,結(jié)果表明,在1800 ℃保溫10min的工藝條件下,W能與AlN陶瓷實(shí)現(xiàn)良好的共燒
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