氮化铝陶瓷的烧结简介及调控(毕业论文)

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1、目录摘要2ABSTRACT3第一章：绪论41.1氮化铝陶瓷的基本性质41.2氮化铝陶瓷的导热机理71.2.1氮化铝热导率的影响因素81.2.2获得高热导率氮化铝陶瓷的方法101.3氮化铝陶瓷的制备工艺111.3.1氮化铝粉末的制备及方法111.3.2氮化铝坯体的成型131.3.3氮化铝陶瓷的烧结151.4氮化铝陶瓷的应用和发展171.4.1氮化铝陶瓷的应用171.4.2氮化铝陶瓷的发展181.5本文的研究方向19第二章：实验212.1实验原料及仪器设备212.1.1原料212.1.2仪器设备212.2实验步骤222.3氮化铝陶瓷的性能测

2、试232.3.1体积密度测试232.3.2XRD测试232.3.3导热性能测试242.3.4介电性能测试242.3.5微观结构分析24第三章：实验数据处理分析253.1烧结助剂对氮化铝陶瓷体积密度的影响263.1.1GaF2-Sm2O3体系的烧结助剂对氮化铝体密度的影响263.1.2GaF2-Nd2O3体系复合烧结助剂对氮化铝体密度的影响283.2保温时间对氮化铝陶瓷性能的影响283.2.1保温时间对氮化铝陶瓷致密度的影响283.2.2保温时间对氮化铝陶瓷介电性能的影响30第四章总结与展望334.1总结334.2展望33致谢34参考文献

3、35附录3853摘要AlN陶瓷以其高的热导率、低的介电常数、与硅相匹配的热膨胀系数等优点，在模块电路、可控硅整流器、大功率晶体管、大功率集成电路等电子器件上的应用日益广泛。然而AlN共价性强，烧结非常困难，通常使用稀土金属氧化物和碱土金属氧化物添加剂形成液相来促进烧结。本文研究了添加不同复合烧结助剂氮化铝陶瓷低温常压烧结工艺。详细研究了所添加的复合烧结助剂和保温时间对AlN陶瓷性能的影响。本文研究了常压下的烧结工艺和不同复合助剂对AlN陶瓷性能的影响。以高氮化铝粉体作为原料，采用Nd2O3、CaO、Y2O3、CaF2、Li2O、LiYO

4、2、Sm2O3为烧结助剂，样品经先干压再等静压成型，在氮气气氛保护下，经1600℃温度下烧结，并设定了2h、4h、6h、8h不同的保温时间，获得了氮化铝陶瓷样品。测定了试样的收缩率、体积密度、介电常数等性能；通过扫描电镜观察了试样的微观形貌。结果表明，添加复合烧结助剂中,加入CaF2-Y2O3均有助于氮化铝陶瓷的致密化，能得到晶粒细小、均匀的氮化铝陶瓷。添加3.53%Y2O3-0.5%CaF2-0.47%Li2O，在1600℃保温6小时，得到收缩率为18.6%，体密度为3.2499g/cm3的氮化铝样品。关键词：氮化铝陶瓷烧结助剂常压烧

5、结53ABSTRACTAluminumnitrideisbeingusedmorewidelyinelectronicdeviceformodulecircuit、siliconcontrolledrectifier、highpowertransistorandhighpowerintegratedcircuitbecauseofitshighthermalconductivity,lowdielectricconstantandthermalexpansioncoefficientclosetothatofsilicon.Howeve

6、r,A1Nisdifficulttosinterduetoitshighcovalentbonding.Forfulldensification,rare-earthand/oralkalineearthoxidesareoftenaddedassinteringaidsinthefabricationofA1Nceramics.Inthisthesis,theprocessoffabricationandsinterAlNbulksintheAtmosphericpressureanditscompoundadditivessyste

7、mwasstudied.Thispaperstudiesthealuminumnitrideceramiclowtemperaturemethodofpreparation.Withhighpuritynitridingaluminumbodyasrawmaterial,adoptingNd2O3、CaO、Y2O3、CaF2、Li2O、LiYO2、Sm2O3assinteringadditives,compoundsamplebydrypressingandstaticpressuremolding,nitrogenatmosphere

8、intheprotectionandaluminumnitrideconditions,the16000℃temperaturesintering,andsetthe2h,4h,6h,8hastheinsu