氮化鋁陶瓷的幾種燒結技術

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，經高溫燒結而制成的陶瓷基片，具有氮化鋁材料的各種優異特性，符合封裝電子基片應具備的性質，是高密度，大功率，多芯片組件等半導體器件和大功率，高亮度的LED基板及封裝材料的關鍵材料，被認為是最理想的基板材料，廣泛應用于通訊器件、高亮度LED、電力電子器件等行業。鈞杰陶瓷小編向大家講述導熱氮化鋁陶瓷的幾種燒結技術？

  1.常壓燒結  
常壓燒結是氮化鋁陶瓷傳統的制備工藝。在常壓燒結過程中，坯體不受外加壓力作用，僅在一般氣壓下經加熱由粉末顆粒的聚集體轉變為晶粒結合體，常壓燒結是最簡單，最廣泛的的燒結方法。常壓燒結氮化鋁陶瓷一般溫度范圍為1600℃一2000℃，適當升高燒結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構，純氮化鋁粉末難以進行固相燒結，所以經常在原料中加入燒結助劑以促進陶瓷燒結致密化。
一般情況下，常壓燒結制備氮化鋁陶瓷需要燒結溫度高，保溫時間較長，但其設備與工藝流程簡單，操作方便。

  2.熱壓燒結  
為了降低氮化鋁陶瓷的燒結溫度，促進陶瓷致密化，可以利用熱壓燒結制備氮化鋁陶瓷。所謂熱壓燒結,即在一定壓力下燒結陶瓷，可以使加熱燒結和加壓成型同時進行。在高溫下坯體持續受到壓力作用，粉末原料處于熱塑性狀態，有利物質的流動和擴散，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。熱壓燒結陶瓷晶體內容易產生晶格畸變，并且由于熱壓燒結較常壓燒結燒結溫度低,保溫時間短，所以晶顆較細小。由于熱壓燒結所制備的氮化鋁陶瓷致密化程度高，氣孔率小，很多學者都對氮化鋁的熱壓燒結進行了研究。

  3.反應燒結  
反應燒結一般是通過坯體與氣相在燒結溫度下的化學反應，使得坯體質量增加,孔隙減少。一般反應燒結過程中制備的陶瓷收縮率較小，或者保持原形。反應燒結氮化鋁陶瓷是利用鋁粉在氮氣中的氮化反應形成氮化鋁粉末并在高溫下燒結在一起。反應燒結氮化鋁陶瓷的反應過程實質上就是鋁粉直接氮化法制備氮化鋁粉，此反應為放熱反應并且非常劇烈。由于鋁在下已熔化，會影響反應的進行，所以一般反應燒結原料為氮化鋁和鋁的混合粉末。

  4. 放電離子燒結  
放電離子燒結是一種新型的快速燒結技術，融合等離子活化,熱壓,電阻加熱等技術,具有燒結速度快，晶顆均勻等特點。放電離子燒結除具有熱壓燒結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生直流脈沖電壓,利用顆粒間放電產生體加熱，使材料快速燒結。并且產生的放電等離子，撞擊顆粒導致物質蒸發，可以達到活化顆粒和凈化顆粒表面的作用。利用放電離子燒結氮化鋁陶瓷，可以在極短的時間內完成氮化鋁陶瓷的燒結。

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