aln超微粉及ain陶瓷的制备研究

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1、东北犬学硕士论文摘要AlN超微粉及A1N陶瓷的制备研究摘要AIN陶瓷由于高热导(理论热导率达319W／m·K)、低热膨胀系数和优良的综合性能，成为电子元件理想的封装和基板材料，应用前景十分广阔。目前市场上的A1N粉末主要以氧化铝(Ⅱ--A1203)和碳黑为原料，采用碳热还原法制备。不仅需要很高的温度(>1600。C)，而且需要很长的时间(>5h)，使得AIN粉末的制各成本很离，对市场的推广造成很大的影响。大量的研究表明，改进反应的起始原料，是改善碳热还原法的一个有效途径。本研究采用勃母石(Y—AIOOH)、碳酸铝铵(NPuMO(OH)

2、HC03)和蔗糖(C12H22011)为起始原料，采用碳热还原法制备A1N粉。在升温过程中，勃母石、碳酸铝铵分解成Y—Al’03，发生Y—Ai203—6一A120，一e一越203一Q～Ai203转变；蔗糖分解出热解碳。在转交过程中造成的表面、界面的不完整性、晶格缺陷、相交畸变等，而且分解出的是纳米粉体，使得A1203和c两者的活性很高，可以加速碳热还原反应。实验证明，勃母石和蔗糖为起始原料，在1500℃的温度下，保温60min可合成粒径为300ran的AIN超细粉；以碳酸铝铵和蔗糖为起始原料，在1400。C的温度下，保温60min可合

3、成粒径为150rim的A1N超细粉。与常规方法相比，不仅降低反应温度，缩短反应时间，而且制备出AIN纳米粉。本文还对自制的AIN粉进行了烧结研究。实验引入B203一Y203二元添加剂，采用液相烧结，缩短烧结时间，降低烧结温度。在1850℃下保温5h，AIN陶瓷烧结密度达到97．5％。本文研究发现，随着温度的提高，烧结密度增大，当达到18506C后，密度不变。随着Y203添加量的增加，烧结密度增大，当Y203添加量大于3％后，密度不变。AIN陶瓷的烧结机理为氧控制下的溶解一扩散过程。采用本方法，获得的AIN陶瓷的热导率达131Wtm·K

4、。关键词：A1N，超细粉，碳热还原法，液相烧结，氧化硼一氧化钇东北大学硕士论文ABSTRACTSynthesisofAlNUltrafinePowdersandFabricationofAlNCeramicsAbstractAluminumnitride(AIN)isthemostidealsubstratematerialandpackagematerialforelectricalapparatusbecauseofitshighthermalconductivity(theoreticalconductivityis319W，m

5、。K)，lowthermalexpansionandotherexcellentperformanceIthasawideapplicationforeground．TheconventionalmethodsforsynthesizingAINpowderrequirehightemperature(>1600*C)andlongtime(>5hours)．Thus，thepriceofAINpowderisveryhighmaditsapplicationinindustryislimited．Manyworkindicatedt

6、hatoptimizationofthestartingmaterialsisaneffectivewaytoacceleratethereactionrate．Inthispaper,boehmite(Y--A100H)，AACH(NH4A10(OH)HC03)andsucrose(ClzH220n)wereusedtosynthesizeArNpowderwithcarbothermalreduction-nitridationmethod．Inthecourseofthecalcinationprocess，CmH2201ltr

7、ansformstocarbon，andboehmitehasthefollowingtransformation：Y—A1203—，6一A1203一O—A1203—·Ⅱ--A1203．Theysharegreatinterfaceandhavealotofdefectsandresidualstressesincrystalstructures．Duetotheirnanoparticlesize，theyhavehighreactionactivitieswi也anacceleratedreactionrate．TheA1Nult

8、rafinepowderderivedfromboehmiteandsucrosewassynthesizedatl500*Cfor1hour,withameanparticalsizeofabout300nnl．The