烧结助剂和工艺对BeO陶瓷密度和热导率的影响

研究了TiO2、MgO、Fe2O3等不同烧结助剂、烧结温度及保温时间对BeO陶瓷的密度和热导率的影响,结果表明:添加Fe2O3和MgO的试样具有最高的密度(2.799 g/cm-3)和最高的热导率(181.6 W·m-1·K-1);同时在相同的保温时间下,其密度和热导率随烧结温度升高而增大;在相同的烧结温度下,其密度和热导率随保温时间延长而增大,但是增量比较小.运用黄培云的粉末烧结综合作用理论方程验证BeO烧结坯密度和烧结温度之间的对应关系,并从显微组织和理论上解释影响热导率的原因.     

粉末特性对AlN陶瓷致密化的影响

以沉淀前驱物和低温燃烧合成前驱物为原料，利用碳热还原法制备出比表面积分别为4．26m^2／g和17．4m^2／g的两种AlN粉末，以该两种粉末为原料制备AlN陶瓷，研究了粉末比表面积对AlN陶瓷烧结行为的影响。结果表明：粉末比表面积是影响AlN烧结行为的关键因素之一，对于燃烧合成前驱物制备的AlN粉末试样，没有添加Y2O3烧结助剂时在1700℃获得致密，添加Y2O3烧结助剂后，试样的烧结致密化温度降低为1600℃；而对于沉淀前驱物合成的AlN粉末试样，添加烧结助剂后仍需要在高于1800℃才能获得致密。探讨了粉末比表面积对AlN陶瓷烧结行为的影响机理，并利用SEM对陶瓷烧结过程中的显微结构变化进行了表征。     

放电等离子体烧结制备AlN/Al复合材料

AlN/Al复合材料是一种高导热复合材料,但现有制备工艺较为复杂.本文采用高能球磨的方式制备混合粉末,随后采用放电等离子烧结方法成功制备出AlN-20%Al材料.测试结果表明:制备的AlN/Al复合材料的相对密度大于97%,热导率为52.8W/m·K,烧结温度与传统的AlN相比降低了约200℃.     

SiC陶瓷常压烧结研究

研究了ＳｉＣ粉末粒度、助剂Ａｌ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３加入量和Ａｌ２Ｏ３与Ｙ２Ｏ３的配比等因素对ＳｉＣ陶瓷材料性能的影响。结果表明，添加Ａｌ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３助剂可实现ＳｉＣ陶瓷的低温（１８５０℃）常压烧结。ＳｉＣ粉末粒度是影响可烧结性的重要因素之一，助剂加入量为２０％，Ａｌ２Ｏ３与Ｙ２Ｏ３之比为１：１时材料性能较好。     

AlN陶瓷基片烧结曲线的研究与优化

研究了AlN陶瓷基片烧结曲线中液相烧结升温速率、保温时间、烧结温度对基片性能的影响。测定不同液相烧结升温速率下试样的翘曲度,确定最佳升温速率范围为0.2~0.5℃/min;同时,根据不同保温时间下试样密度的变化优选保温时间为5h,并协调出最高烧结温度为1 830℃。通过对比烧结曲线优化前后AlN陶瓷基片主要性能及组织结构,结果表明烧结曲线优化后效果明显。     

稀土掺杂注射成形AlN陶瓷的结构与性能

以自蔓延法合成的AlN粉末为原料,加入5%Y2O3为烧结助剂,选用PW∶PP∶SA=60∶35∶5的粘结剂体系,以注射成形的方法制备了具有高热导率的、形状复杂的AlN陶瓷制品。脱脂采用溶剂脱脂与真空热脱脂相结合的工艺,脱脂后的坯体在高温碳管炉中流动N2气氛下进行烧结。利用XRD进行物相分析,SEM观察断口形貌,排水法测烧结试样的密度,激光闪光法测烧结试样的热导率。结果表明:当烧结温度在1850℃,保温4 h,得到致密度为3.28 g.cm-3,热导率为200 W.m-1.K-1的AlN陶瓷制品。AlN中的晶界第二相主要为Al2Y4O9。     

浅谈影响低温烧结的主要因素

本文通过对低温烧结方法和高温烧结方法的比较，使人们了解低温烧结方法生产出的烧结矿的ＦｅＯ含量、原还性、强度、固体燃料消耗等方面的特点。通过对低温烧结工艺特点以及针状铁酸钙生成条件的分析，拱出影响低温烧结的主要因素。     

烧结助剂对反应烧结Si3N4-BN复合材料的影响

以Si粉和BN粉为原料,采用反应烧结法于1450℃氮气气氛下制备了Si3N4-BN复合材料.分别考察了CaF2、Fe2O3以及Al2O3 Y2O3三种烧结助剂对BN含量(质量分数)为20%的复合材料性能的影响.利用XRD研究了在不同烧结制度下复合材料的物相组成,利用SEM对材料断面形貌进行了观察,并测定了材料的显气孔率、体积密度和常温抗折强度,同时探讨了不同烧结助剂对复合材料的作用机理.结果表明:以CaF2为烧结助剂时,材料中存在大量的残余硅,其他成分有BN,α-Si3N4和β-Si3N4;以Fe2O3为烧结助剂时,硅可完全氮化,材料的主要成分为β-Si3N4;以Al2O3 Y2O3为烧结助剂时,复合材料中α-Si3N4相含量比β-Si3N4相含量高,其抗折强度最高.     

重钢高碱度低温烧结工艺生产实践

本文介绍了重钢在2×18米~2和2×27米~2烧结机上推广低温烧结的经验,描述了低温烧结工艺特征和应具备的条件。通过两年的生产实践,提高了烧结的冶金性能,降低了工序能耗,收到了较好的经济效益。     

AlN陶瓷的空心阴极等离子烧结工艺研究

将空心阴极效应运用于AIN陶瓷的烧结,选用自蔓延高温合成的AIN粉体为原料,用Y2O3-Li2O-CaO(YLC)作为烧结助剂,进行了烧结试验,并探讨了工艺参数的影响。结果表明,空心阴极烧结工艺可制备出致密度高,导热性能好的AIN陶瓷。添加质量分数为5.5%的YLC烧结助剂,在1 700℃、保温3h的烧结条件下,获得相对密度为98.9%、热导率为93.8W/(m.K)的AIN烧结体。烧结体断口的SEM照片显示,烧结试样的晶粒生长发育完善,晶粒轮廓清晰,呈尖锐的多面体形状,晶粒大小均匀,孔隙和晶界相少,断裂模式主要为穿晶解理断裂。TEM观测表明,晶界相少,且大部分都缩至三角晶界,AIN晶粒与晶粒接触紧密。     

Studies and Properties of Ceramics with High Thermal Conductivity

The sintering technology of the AlN ceramics power were discussed. It is discussed that the compound sintering aids is consistent with the enhancement of the the thermal conductivity of AlN ceramics, and sintering technics is helped to the improvement of density. It is analyzed how to sinter machinable AlN ceramics with high thermal conductivity. And the microstructure of compound ceramics based on AlN was studied.     

Effect of Y2O3 and Dy2O3 on Microstructure and Mechanical Behaviors of Aluminum Nitride Ceramics

The effects of two types of additives, Y2O3 and Dy2O3, on the sintering and mechanical behaviors of AlN ceramics were investigated. The experimental results show that the sintering temperature can be decreased and the mechanical behavior can be improved by adding rare earth in AlN ceramics. The strength of AlN ceramics with Y2O3 and Dy2O3 are 326 and 320 MPa, respectively, which are 97.6% and 93.9% higher than the un-doped AlN ceramics. The fracture behavior on the fracture surfaces of rare earth oxide AlN ceramics was found to be a mixed mode of transgranular fracture and intergranular fracture. As a result, it is concluded that the improvement of bending strength of AlN ceramics with Y2O3 and Dy2O3 addition are mainly achieved by strengthening the grain boundary.     

纳米AlN颗粒弥散增强铜基复合材料的制备及性能研究

本文采用高能球磨结合放电等离子烧结法制备了含不同质量分数AlN的AlN/Cu复合材料。研究了AlN质量分数对AlN/Cu复合材料微观形貌、相对密度、显微维氏硬度、拉伸强度、延伸率及导电性能的影响。结果表明:当AlN质量分数1.0%时,随着AlN质量分数的提高,复合材料的硬度、抗拉强度提高,断后伸长率、电导率降低。但当AlN质量分数为1.0%时,AlN/Cu复合材料相对密度为97.8%,显微硬度和抗拉强度分别达到了HV 119.5和259.7 MPa,电导率为49.30 mS·m~(-1),综合性能达到最优。     

Effects of Behaviors of Aluminum Nitride Ceramics with Rare Earth Oxide Additives

The effects of three types of additives, Y₂O₃, Nd₂O₃ and Er₂O₃ on the behaviors of AlN ceramics were investigated. The experimental results showed that the sintering temperature could be decreased and the mechanical behavior could be improved by adding rare earth oxide in AlN ceramics. The highest strength and fracture toughness of AlN ceramics with 2% Y₂O₃ addition were 311 MPa and 3.5 MPa·m^1/2, respectively. Second phase of AlN ceramics with Y₂O₃ addition was identified as Y₃Al₅O₁₂ formed by the reaction with Al₂O₃, meanwhile that with Nd₂O₃ was identified as NdAlO₃. The fracture behavior of AlN ceramics with Y₂O₃ and Nd₂O₃ were a mixed mode of transgranular fracture and intergranular fracture. Because of the high evaporation rates of Er₂O₃ (1.2 × 10⁻⁵ g·cm⁻²), no aluminium erbium oxide was found in the AlN ceramics doped with Er₂O₃. So the dielectric loss tanger(tanδ) and thermal conductivity of AlN ceramics doped with Er₂O₃ were best.     

AlN-W复合陶瓷的微波损耗研究

以AlN和W粉为原料,采用放电等离子烧结技术,在1 400～1 700℃、30MPa的工艺条件下制备了AlN-W复合陶瓷.采用扫描电镜、能谱分析仪、安捷伦精密阻抗分析仪4284A等对复合陶瓷的微观组织、介电常数、微波损耗进行了表征,研究了影响复合陶瓷微波损耗性能的因素.结果表明,AlN粉末颗粒细小、烧结保温时间增加,有...     

纳米AlN颗粒增强铜基复合材料的组织与性能研究

用粉末冶金法制备了AlN增强的Cu/AlN复合材料,研究了AlN含量对复合材料性能的影响和Cu/AlN复合材料的软化温度特性。结果表明,在烧结过程中,弥散分布在铜基体中的纳米AlN颗粒对致密化以及晶粒长大都有阻碍作用。随着复合材料中AlN颗粒质量分数的增加,材料的密度和导电性呈下降趋势,而硬度出现极大值。复合材料的软化温度达到700℃,远远高于纯铜的软化温度(150℃),从而提高了材料的热稳定性。     

Effect of prior heat treatment for commercial-grade aluminum nitride powder in gas atmospheres and activating additions on the structure and properties of hot-pressed ceramics based on it

The effect of carbon-containing additions and prior heat treatment in hydrogen and nitrogen for commercialgrade AlN powder on the chemical composition, structure, and also some physicomechanical properties of hot-pressed ceramics based on it are studied. It is shown that hot pressing occurs mainly in the solid phase. The fracture mechanism for hot-pressed ceramics varies from intercrystalline (using unprocessed AlN powder) to predominantly transcrystalline, the grain size of the basic phase decreases, and thermal conductivity and strength parameters increase. Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Nos. 5–6(413), pp. 100–107, May–June, 2000.     

高导热氮化铝陶瓷的粉末注射成形技术

氮化铝(AlN)陶瓷具有热导率高、热膨胀系数低、电阻率高等特性以及良好的力学性能,被认为是新一代高性能陶瓷基片和封装的首选材料,为了满足微电子技术发展对微型复杂形状高导热陶瓷零部件用量日益增加的需求,该文作者研究利用粉末注射成形技术制备高导热AlN陶瓷零部件.该技术以AlN粉末为原料,加入5%Y2O3为烧结助剂;选用蜡基粘结剂体系(PW+PP+SA),确定粉末装载量为62%(体积分数),注射温度为160～170℃,注射压力为90～100 MPa;采用溶剂脱脂+热脱脂工艺脱脂;在1850℃流动氮气氛中烧结.所制备出的AIN陶瓷热导率达232.4 W/(m·K).     

CaO–Al2O3–SiO2复合烧结助剂添加量对ZrO2/Al2O3复相陶瓷性能的影响

以Al(NO₃)₃·9H₂O、Ca(NO)₂·4H₂O、C₈H₂₀O₄Si为原料, 采用高分子网络法制备出成分均匀、粒度分布为3~7μm、高活性的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂; 将质量分数为3%、5%、7%、9%的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂添加到Al₂O₃和ZrO₂原料粉体中, 经干压成型, 在1450℃烧结温度、保温4h的工艺条件下进行常压烧结制备得到ZrO₂/Al₂O₃复相陶瓷试样, 研究烧结助剂添加量对复相陶瓷力学性能和显微组织结构的影响。结果表明:当添加质量分数为5%的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂时, ZrO₂/Al₂O₃复相陶瓷的综合性能最达到佳, 相对密度为94%, 显微维氏硬度为1204 MPa, 抗弯强度为321 MPa, 断裂韧性为4.52 MPa·m1/2。     

W波段用BeO-TiO2衰减瓷研究

以氧化铍、二氧化钛为原料,通过还原气氛烧结制备出BeO-TiO2衰减瓷,采用扫描电镜、矢量网络分析仪及闪射法导热仪等检测仪器,研究了BeO-TiO2衰减瓷的微观形貌及在W波段(75～ 110 GHz)的微波衰减性能和导热性能.