由氮化鋁粉體制備的氮化鋁陶瓷綜合性能優(yōu)良，非常適用于半導(dǎo)體基片和結(jié)構(gòu)封裝材料，在電子工業(yè)中的應(yīng)用潛力非常巨大。氮化鋁粉體常見制備工藝有哪些？諾一精密陶瓷為您分享：

氮化鋁粉體的制備工藝

氮化鋁粉末的制備工藝主要包括直接氮化和碳熱還原，以及自蔓延合成、高能球磨、原位自反應(yīng)合成、等離子體化學(xué)合成和化學(xué)氣相沉淀。

1、直接氮化

直接氮化法是在高溫氮?dú)鈿夥罩?，鋁粉與氮?dú)庵苯咏Y(jié)合形成氮化鋁粉體，其化學(xué)反應(yīng)式為2Al（S）+N2（g）→2AlN（S），反應(yīng)溫度800℃～1200℃。

其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，成本低，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。其缺點(diǎn)是鋁粉表面存在氮化物，導(dǎo)致氮不能穿透，轉(zhuǎn)化率低；反應(yīng)速度快，反應(yīng)過程難以控制；反應(yīng)釋放的熱量將導(dǎo)致粉末的團(tuán)聚和自燒結(jié)，從而使粉末顆粒更粗。在后期，需要球磨以粉碎粉末，粉末將與雜質(zhì)混合。

2、碳熱還原法

碳熱還原法是在N2氣氛中加熱均勻混合的Al2O3和C。首先，Al2O3被還原，生成的產(chǎn)物Al與N2反應(yīng)生成AlN。其化學(xué)反應(yīng)式如下：Al2O3（s）+N2+3 c（s）（g）->2 aln（s）+3 co（g）

其優(yōu)點(diǎn)是原料豐富，工藝簡(jiǎn)單；該粉末純度高，粒度小，分布均勻。缺點(diǎn)是合成時(shí)間長(zhǎng)，氮化溫度高，反應(yīng)后需要去除多余的碳，生產(chǎn)成本高。

3、高能球磨法

高能球磨法是指在氮?dú)饣虬睔鈿夥罩?，利用球磨機(jī)的旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)，使堅(jiān)硬的氧化鋁球或鋁粉與其他原料進(jìn)行強(qiáng)烈的沖擊、研磨和混合，從而將氮化鋁直接轉(zhuǎn)化為氮化鋁粉體的方法。

其優(yōu)點(diǎn)是：高能球磨法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝流程短、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是：氮化難以完成，且在球磨過程中容易引入雜質(zhì)，導(dǎo)致粉末質(zhì)量低。

4、高溫自蔓延合成

高溫自蔓延合成是直接氮化的衍生物。在高壓氮?dú)庵悬c(diǎn)燃鋁粉后，鋁和N2之間反應(yīng)產(chǎn)生的熱量用于自動(dòng)維持反應(yīng)，直到反應(yīng)完成。化學(xué)反應(yīng)式如下：2 al（s）+N2（g）->2 aln（s）

其優(yōu)點(diǎn)是高溫自蔓延合成法的性質(zhì)與鋁粉直接氮化的性質(zhì)相同，但該方法不需要在高溫下對(duì)鋁粉進(jìn)行氮化，只需在開始時(shí)點(diǎn)燃，因此能耗低，生產(chǎn)效率高，成本低。該方法的缺點(diǎn)是要獲得氮化粉末，必須在較高的氮?dú)鈮毫ο逻M(jìn)行，這直接影響了該方法的工業(yè)化生產(chǎn)。

5、原位自反應(yīng)合成

原位自反應(yīng)合成法的原理與直接氮化法基本相似。鋁和其他金屬形成的合金被用作原材料。合金中的其他金屬首先在高溫下熔化，然后與氮?dú)夥磻?yīng)生成金屬氮化物。

其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，原料豐富，反應(yīng)溫度低，合成粉末中氧雜質(zhì)含量低。其缺點(diǎn)是金屬雜質(zhì)難以分離，導(dǎo)致絕緣性能低。

6、等離子體化學(xué)合成

等離子體化學(xué)合成法是利用直流電弧等離子體發(fā)生器或高頻等離子體發(fā)生器將鋁粉輸送到等離子體火焰區(qū)。在火焰的高溫區(qū)，粉末立即熔化和揮發(fā)，并迅速與氮離子結(jié)合成為氮化鋁粉末。

其優(yōu)點(diǎn)是團(tuán)聚少、粒徑小。這種方法的缺點(diǎn)是，它是一種非穩(wěn)態(tài)反應(yīng)，只能小批量處理，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。而且氧含量高，設(shè)備復(fù)雜，反應(yīng)不完全。

7、化學(xué)氣相沉淀法

它遠(yuǎn)高于理論反應(yīng)溫度，使反應(yīng)產(chǎn)物蒸汽形成高過飽和蒸汽壓，導(dǎo)致其自動(dòng)凝結(jié)成晶核，然后聚集成顆粒。

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