氮化铝基导热复合材料的制备及性能

以AlN角形粉和AlN球形粉为填料,以PDMS为有机基体,制备不同固含量的导热复合材料,研究了AlN形态、AlN填充分数及粉体表面改性等对导热复合材料粘度及热导率的影响。研究结果表明,与角形AlN粉体相比,球形AlN粉体可显著降低复合材料的粘度,因而有利于获得更高的填充分数和更大的复合热导率。利用KH570对AlN粉体进行表面改性,有利于降低界面热阻,提高复合热导率,改性浓度(质量分数)为2.0%时,复合材料热导率可提高22.5%。     

以物理气相传输法自支撑生长氮化铝单晶的表征

本文提出了以物理气相传输法自支撑生长氮化铝单晶的新方法，此方法可以在氮化铝烧结体表面一次性获得大量生长的氮化铝单晶。本研究中，在2373–2523 K的温度条件下经过100 h生长的氮化铝单晶，其最大尺寸为7 × 8 × 12 mm3，典型直径为5–7 mm。这些原生晶体的表面形貌及结晶质量分别通过扫描电子显微镜、拉曼光谱和高分辨X射线衍射进行表征分析。其中，拉曼光谱E2峰位的半高全宽为5.7 cm-1，高分辨X射线衍射得到的对称摇摆曲线的半高全宽为93.6角秒。经过选择性化学腐蚀后的晶体，其表面的平均腐蚀坑密度为7.5 × 104 cm-2。逸出气体分析和辉光放电质谱分析结果表明，碳和氧为晶体内部的主要杂质元素，含量分别为28 ppmw和120 ppmw。此方法为高质量氮化铝单晶的获取提供了一个新的途径，这些单晶可以被切成晶片作为后续氮化铝同质外延生长的优良籽晶。使用这些小的籽晶，我们首次成功制备出了直径高达60 mm的氮化铝单晶体/晶圆，并具有良好的深紫外光透过性。     

氮化铝陶瓷生产关键技术研究现状

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。总结氮化铝陶瓷生产化的控制因素,分别从粉体的制备、防水化能力、成型过程、低温烧结以及应用等几个方面加以论述,并提出氮化铝陶瓷今后批量化生产过程中工艺技术的发展方向。     

工艺参数对氮化铝陶瓷表面激光金属化层电阻的影响

目的 提高氮化铝陶瓷表面激光金属化层的导电性能。方法 采用正交试验设计方案,使用30 W纳秒光纤激光打标机制备了氮化铝陶瓷表面激光金属化试样,测量了金属层的电阻。通过极差分析和方差分析方法分析了激光工艺参数及其交互作用对氮化铝陶瓷表面激光金属化层电阻值的影响规律。结果 在本研究激光工艺参数及其取值范围内,激光功率对氮化铝表面激光金属化层电阻的影响最为显著,增大激光功率有利于降低氮化铝表面激光金属化层的电阻值。采用优化工艺参数(激光功率30 W、频率30 kHz、扫描速度100mm/s)单次激光扫描制备激光金属化层的电阻为2.25?/mm。随着重复扫描次数的增加,功率不同的激光表面金属层的电阻值向相反方向转变：小功率激光表面金属层电阻值随扫描次数增加而迅速减小,大功率激光表面金属层电阻值随扫描次数增加而增大。经10次重复扫描后,激光功率3 W(相应的激光能量密度约为15.3 J/cm²)激光金属化层的电阻值低于功率分别为30 W和18.75 W激光金属化层的电阻值。结论 采用30 W激光单次扫描,或者采用3 W激光多次扫描,有利于提高氮化铝表面激光金属化层的导电性。     

BN对AlN耐火材料烧结性能及抗钛熔体侵蚀性能的影响

以新型耐火材料AlN为基体,添加不同含量的高活性h-BN及烧结助剂Y2O3,在1850 ℃保温4 h下无压烧结制备出无氧、易加工的AlN/BN耐火复合陶瓷,分析了该复合陶瓷的显微组织,研究了其与TiAl熔体的界面润湿规律及界面反应。结果表明,BN颗粒的加入可以有效填充AlN颗粒间隙,促进复合陶瓷的烧结致密化,当添加5 wt% BN颗粒时,复合陶瓷致密度达到最高,为89.24%。复合陶瓷的组织由AlN、BN及钇铝酸盐Y4Al2O9组成,其中Y4Al2O9主要分布在AlN颗粒界面处。BN颗粒可以降低复合陶瓷与TiAl熔体的界面润湿性,其中含5 wt% BN的复合陶瓷与TiAl熔体的界面润湿角约为136°,表明二者润湿较差,复合陶瓷表现出良好的化学惰性。界面反应实验发现复合陶瓷具有良好的抗TiAl熔体侵蚀性能,其与TiAl熔体的界面平整清晰,界面层厚度为9.5 μm,未发生明显元素扩散,表明了AlN/BN复合陶瓷是一种极具潜力的钛合金熔炼用耐火材料。     

导热PE-LD复合材料的制备与性能研究

采用低密度聚乙烯(PE-LD)为基体材料,石墨、Al N为导热填充材料,通过双辊混炼、模压制备了导热复合材料,并对该复合材料的导热性能、力学性能、热行为进行了分析。结果表明,随着石墨或Al N含量的增加,PE-LD/石墨复合材料和PE-LD/Al N复合材料的热导率逐渐增大;PE-LD/石墨复合材料的热导率高于PE-LD/Al N复合材料的热导率。当石墨与Al N的总质量分数为50%、石墨与Al N的质量比为4∶1时,PE-LD/石墨/Al N复合材料的拉伸强度、弯曲强度均达到最大值,分别为12.8,17.15 MPa;此时PE-LD/石墨/Al N复合材料的热导率达到最大值,为0.618 W/(m·K),略低于添加质量分数50%的石墨时的PE-LD/石墨复合材料的热导率[0.634 W/(m·K)];当石墨与Al N质量比为1∶4时,PE-LD/石墨/Al N复合材料的热导率为0.488 W/(m·K),高于只添加质量分数50%Al N的PE-LD/Al N复合材料的热导率[0.410 W/(m·K)]。当石墨和Al N总质量分数为50%时,随着Al N含量的增加,PE-LD的结晶度增大。     

Dy和Er掺杂对AlN陶瓷显微结构及性能的影响

在AlN粉末中添加稀土氧化物Dy2O3和Er2O3,采用高温烧结方法制备氮化铝陶瓷,研究了稀土掺杂对陶瓷烧结性能、显微结构及导热性能的影响。结果表明:纯氮化铝陶瓷相对密度只有90.7%,导热率为45.7W/(m·K),而添加3%的Dy2O3的AlN陶瓷相对密度为99.4%%,导热率为84.1W/(m·K),添加3%的Er2O3可使氮化铝陶瓷相对密度提高到99.1%,导热率达到115.4W/(m·k);添加Er2O3可有利于消除氮化铝陶瓷的晶界相,减少氮化铝晶粒缺陷及提高声子在晶体中的传播路程,并显著提高氮化铝陶瓷的结构致密性和导热性能。     

NH4Cl对机械活化Al粉燃烧合成AlN的控制

添加NH4Cl到经由高能球磨制得的机械活化铝粉中后,铝粉在空气中于室温下即可发生自燃反应.本研究通过含有不同量NH4Cl的机械活化铝粉的自燃制得了Al2O3-AlN疏松粉末,并研究了NH4CL添加量对燃烧产物成分和结构的控制.结果表明:NH4Cl不仅控制了产物的形貌,而且改变了铝粉的氮化初理.在NH4Cl添加量为3%～...     

印制电路组件用高导热有机硅灌封料的研究

将自蔓延方法制备的氮化铝粉体加入到有机硅树脂中,制备出导热性能优良的印制电路组件用高导热有机硅灌封材料,并详细介绍了该灌封料的灌封工艺过程。