低溫微波合成氮化鋁粉體的研究.pdf

1、氮化鋁因其優(yōu)異的綜合性能，被視為新一代半導(dǎo)體基片和電子器件封裝的理想材料，在電子和電力、汽車和機(jī)車、航空和航天、國(guó)防和軍事、通訊以及其他工業(yè)領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用和廣泛的潛在市場(chǎng)。 在前期大量探索實(shí)驗(yàn)和查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，本論文提供了一種工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、合成時(shí)間短的微波碳熱還原法制備氮化鋁粉體的方法，并系統(tǒng)考察了煅燒方式、鋁源、碳源、添加劑、反應(yīng)溫度、升溫速率等因素對(duì)碳熱還原法制備氮化鋁粉體的影響，同時(shí)對(duì)碳熱還原反應(yīng)及降溫催化的

2、機(jī)理進(jìn)行了分析和研究，獲得的主要研究結(jié)果如下。 研究發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)電阻爐煅燒制備氮化鋁過程中，氮?dú)饬髁繉?duì)制備氮化鋁有一定的影響，在1-7L/min的范圍內(nèi)，隨著氮?dú)饬髁康脑黾?，產(chǎn)物中氮化鋁含量逐漸增加，即氮化鋁產(chǎn)率增加；當(dāng)?shù)獨(dú)饬髁看笥?L/min時(shí)，氮?dú)饬髁繉?duì)氮化鋁產(chǎn)率的影響不大。 研究表明，與傳統(tǒng)的電爐煅燒方式相比，微波煅燒能促進(jìn)碳熱還原反應(yīng)，極大的降低了氮化鋁的起始反應(yīng)溫度和整體合成溫度，大幅度縮短了合成時(shí)間；在微波煅

3、燒體系中，氫氧化鋁和乙炔黑分別為性價(jià)比最佳的鋁源和碳源；添加劑A的催化氮化效果最好，適宜的添加量為10wt％左右；升溫速率對(duì)反應(yīng)的影響較大，600℃至1000℃為關(guān)鍵控制溫度區(qū)，在這個(gè)溫度段快速升溫將有利于促進(jìn)氮化反應(yīng)。 優(yōu)化條件實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以氫氧化鋁為鋁源，乙炔黑為碳源，添加10wt％的添加劑A，在1300℃、1h的工藝條件下，合成了完全氮化的氮化鋁粉體。 通過對(duì)氮化鋁合成反應(yīng)活化能計(jì)算結(jié)果表明，在上述條件下氮化鋁的