热处理对AlN陶瓷的热导率及介电性能的影响

采用放电等离子烧结技术制备Al N陶瓷,并利用真空无压烧结方法进行热处理。研究了不同烧结助剂在高温热处理过程中对Al N陶瓷的物相组成、显微结构、导热性能及介电性能的影响。结果表明,Al N陶瓷经过热处理后,Al N晶粒进一步发育长大,尽可能实现面接触,材料中的晶间相分布更加合理。与只引入单一稀土氧化物为烧结助剂的Al N陶瓷相比,引入复合烧结助剂稀土氧化物及氟化钙(Ca F2)的Al N陶瓷经过热处理后,在有效除氧及生成具有挥发性晶间相双重效果作用下,材料热导率及介电损耗改善效果明显。     

自蔓延燃烧合成陶瓷粉体的研究进展

本文综述了自蔓延燃烧技术(简称SHS)的优点、发展及应用等,并介绍了SHS技术的原理及制备陶瓷色釉料、生物材料、环保材料、Al2O3/AlB12粉体及Si3N4/SiC粉体的工艺过程。     

Al2O3陶瓷微波介电性能的研究与进展

近年来随着微波通讯技术与微波集成电路(microwave integrate circuits,MICs)的发展,用于移动通讯、智能运输系统(Intelligent transport system,ITS)、GPS天线的低介电常数低介电损耗的微波介质陶瓷引起了广泛的关注,其中最具代表性的即为Al2O3陶瓷.本文总结了近几年Al2O3陶瓷微波介电性能的研究情况,系统介绍了Al2O3陶瓷微波介电性能的影响因素和目前研究的Al2O3陶瓷体系,希望对于研究Al2O3陶瓷的微波介电性能提供有益的参考,使其在微波通讯等方面得到更广泛的应用.     

精细陶瓷的生产与应用

精细陶瓷又叫先进陶瓷、特种陶瓷、高性能陶瓷和高技术陶瓷。其可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。结构陶瓷是指高机械强度、耐磨损、抗腐蚀和高温稳定性良好的材料；功能陶瓷是指应用于特种电气的材料、磁性材料、光学材料、化工材料和生物材料等。总之,精细陶瓷是指由精确控制的化学结构和精确设计的显微结构组成的,具有特殊的力学、光学、热学、化学、电学、磁学和声学等各种特性和功能的材料,是目前应用极为广泛的稀有材料。1精细陶瓷的发展过程表1精细陶瓷的发展过程(从Al2O3的含量变化来看)名称Al2O3(%)材料性能应用领域传统瓷0-10致密、脆性大、强度低日用瓷、卫生瓷耐火材料30多孔、强度低窑炉内衬工业瓷30-40致密、强度低化工产品75高铝瓷75致密、强度一般电子工业95商铝瓷95致密、强度较高电子、化学工业高致密、高强度、电子、机械、99高铝瓷不低于99耐腐蚀、抗磨损化工产品随着科学技术的发展,特别是20世纪50年代以来,高新技术产业的迅速崛起并发展壮大,传统陶瓷已越来越不能满足化工、冶金、能源、通信、电子学、生物工程、军事建设及航空航天等空间技术装备等发展所需的新材料--精细陶瓷。尽管精细陶瓷的整个发展史还不到一个世纪,但由于精细陶瓷的迅猛发展及其     

烧结温度对氮化铝陶瓷结构与性能的影响

研究了烧结温度对Al N陶瓷致密度﹑晶粒尺寸及第二相的组成﹑含量及分布及其力学与热学性能的影响。结果表明,添加5 wt%Y2O3助烧剂的Al N陶瓷的第二相由YAG﹑YAM及YAP构成,且随着烧结温度的升高,其Y/Al比值由3/5向2/1变化,即由富铝氧化物向富钇氧化物转化,第二相在Al N陶瓷的三叉晶界处分布,提高Al N陶瓷的热导率及强度。1770℃烧结的Al N陶瓷综合性能最好。     

阴极电弧技术制备TiAlN与TiAlSiN涂层的性能研究

阴极电弧技术(cathode arc technology)具有真空蒸镀及溅射镀膜的优点,目前而言该技术还在被不断地研究与发展。文章介绍了阴极电弧技术及其特点,分析了该技术制备的Ti Al N与Ti Al Si N涂层的微观结构以及元素的存在形式,并举例说明该技术制备的Ti Al N与Ti Al Si N涂层的物理性能及其应用。     

AlN陶瓷的烧结致密化与导热性能

氮化铝陶瓷具有高热导率、低介电常数、与硅相匹配的热膨胀系数等优良特性,应用领域非常广泛。对A l N粉体的合成、烧结工艺、助烧结剂及其应用等方面进行了介绍,并对A l N未来的发展趋势进行了展望。     

Al2O3/Y-TZP复相陶瓷的力学性能及耐磨性

通过常压烧结制备了Al2O3/Y-TZP复相陶瓷,研究了Al2O3含量对材料力学性能及耐磨性的影响。体积分数为35%Al2O3的Al2O3/Y-TZP复相陶瓷具有相对高的韧性(12.5MPa·m1/2)和较低的磨损率(9.2×10-6mm3/(m·N))。     

高热导电绝缘氮化铝陶瓷在宇航器件中的应用：概述、挑战和展望

氮化铝(AlN)陶瓷具有高热导、高电阻、低介电损耗、低膨胀以及良好的力学性能等特性,可用作高性能导热基板和陶瓷封装材料。本工作评述了AlN粉体及陶瓷的制备技术、性能特性及宇航应用等方面的研究状况,讨论了宇航应用的挑战和启发,进一步对其在空间技术中的应用潜力进行展望。     

TiN改性Al2O3纳米复相陶瓷的研究进展

Al2O3陶瓷具有高硬度、耐高温、耐腐蚀和耐磨损等优点．是应用最广泛的陶瓷之一．但脆性大．难以加工．严重限制了它的应用范围。主要介绍了TiN改性Al2O3纳米陶瓷的研究进展．与SiC、ZrO2改性Al2O3纳米陶瓷相比,TiN—Al2O3纳米复相陶瓷不仅力学性能优异,而且具有导电能力,可用于电火花加工．扩大了Al2O3陶瓷的应用范围。最后对Al2O3纳米复相陶瓷的发展前景作了展望。     

三元层状结构MAX相陶瓷材料的制备技术及其研究发展现状和发展趋势

三元层状结构陶瓷材料主要是指M_n+1AX_n相,三元层状结构MAX相陶瓷材料具有金属的特性还具有陶瓷的特性,三元层状结构MAX相陶瓷材料具有较高的力学性能,良好的耐磨损性能和良好的耐腐蚀性能,并具有良好的抗高温氧化性能等,还具有良好的可加工性能。三元层状结构MAX相陶瓷材料主要有Ti₃SiC₂,Ti₄SiC₃,Ti₃AlC₂,Ti₂AlC,Ti₄AlN₃和Ti₂AlN等。本文主要叙述三元层状结构MAX相陶瓷材料的制备技术,物相组成,显微结构,力学性能和耐磨损性能,耐腐蚀性能和抗高温氧化性能以及其他性能等。并叙述三元层状结构MAX相陶瓷材料的研究发展现状和发展趋势。并对三元层状结构MAX相陶瓷材料的未来研究发展趋势和发展方向进行分析和预测。     

AlN陶瓷的介电性能

着重探讨了ＡｌＮ陶瓷的极化机理,应用基本的电介质物理理论,结合ＡｌＮ陶瓷的组成特点,研究了ＡｌＮ陶瓷介电性能随测量温度、测量频率变化而变化的温度特性和频率特性,结果表明：ＡｌＮ陶瓷的主要极化机理及空间电荷极化;经典的极化理论适用于ＡｌＮ陶瓷;ＡｌＮ陶瓷因介电性能较好,导热率较高崦有望成为比Ａｌ２Ｏ３陶瘊性能更加优良的基板材料。     

AlN陶瓷低温烧结制备与性能研究

采用两组复合烧结助剂Y2O3-CaF2,Y2O3-CaF2-Li2CO3在1600℃烧结AlN陶瓷,对AlN陶瓷烧结密度,热性能和电性能进行了测试,并分析了AlN陶瓷物相变化和微观结构。结果表明,复合烧结助剂在低温下能明显促进AlN陶瓷致密化及晶粒生长发育,尤其是添加3wt%Y2O3-2wt%CaF2作烧结助剂,1600℃常压烧结4h制备了结晶良好,相对密度为98.4%,热导率为133.62W/m.K,同时具有较低相对介电常数的AlN陶瓷。在低温常压条件下制备出性能较高的AlN陶瓷。     

Effect of nano aluminum nitride filler on mechanical,thermal, and dielectric properties of the glass/mullite composites for low-temperature co-fired ceramic applications

Mullite/glass/nano aluminum nitride (AlN) filler (1–10 wt% AlN) composites were successfully fabricated for the low-temperature co-fired ceramics applications that require densification temperatures lower than 950°C, high thermal conductivity to dissipate heat and thermal expansion coefficient matched to Si for reliability, and low dielectric constant for high signal transmission speed. Densification temperatures were ≤825°C for all composites due to the viscous sintering of the glass matrix. X-ray diffraction proved that AlN neither chemically reacted with other phases nor decomposed with temperature. The number of closed pores increased with the AlN content, which limited the property improvement expected. A dense mullite/glass/AlN (10 wt%) composite had a thermal expansion coefficient of 4.44 ppm/°C between 25 and 300°C, thermal conductivity of 1.76 W/m.K at 25°C, dielectric constant (loss) of 6.42 (0.0017) at 5 MHz, flexural strength of 88 MPa and elastic modulus of 82 GPa, that are comparable to the commercial low temperature co-fired ceramics products.     

Effect of hot-pressing sintering on thermal and electrical properties of AlN ceramics with impedance spectroscopy and dielectric relaxations analysis

The effects of hot-pressing sintering on the phase composition, microstructure, thermal and electrical properties of AlN ceramics with CeO₂–CeF₃ additives were studied. During hot-pressing sintering, high pressure reduced the grain boundary phase CeAlO₃ and decreased the concentration of oxygen in AlN ceramics. The hot-pressing sintered AlN samples had a much higher thermal conductivity of 191.9 W/m·K than pressureless sintered ones because of the great reduction of grain boundary phases and oxygen impurities in AlN ceramic. As the carbon content in hot-pressing sintered sample was very high, carbon contamination led to the decrease in electrical resistivity and changes in polarization mechanisms for AlN ceramics. The relaxation peak in the dielectric temperature spectrum with an activation energy of 0.64 eV for hot-pressing sintered samples was caused by electrons from free carbon at low temperature. Overall, hot-pressing sintering can effectively increase the thermal conductivity and change the electrical properties of AlN ceramics.     

AlN基板材料研究进展

氮化铝(AlN)以其优异的高热导率、低介电常数、与Si相匹配的热膨胀系数及其它优良的物理化学性能受到了国内外学术界和生产厂家的广泛关注，被誉为新一代高密度封装的理想基板材料。详细综述了AlN基板在导热机理、基片制备、金属化和烧结工艺方面的研究进展，展望了AlN基板的发展趋势和前景。     

高性能陶瓷微波介质材料

微波介质陶瓷可使微波通信和其他微波设备小型化,是有良好发展前景的一种介电材料。目前已经研制出许多具有高介电常数、高品质因数、低介质损耗及小谐振频率温度系数的优质微波介质陶瓷。本文综述近年来微波介质陶瓷在制备工艺、改良介电性能及应用方面的最新进展,并指出了今后的研究方向。     

固有烧结温度低的Li基微波介质陶瓷材料

低温共烧陶瓷是近年来微波介质陶瓷材料发展的一个主流方向。固有烧结温度低的介质材料,由于其本身具有低的烧结温度以及优良的微波介电性能,因而,受到了研究者们的广泛关注。文中综合介绍了目前热点研究的固有烧结温度低的Li基CaO-Li2O-Nb2O5-TiO2以及Li2O-Nb2O5-TiO2系陶瓷材料;尤其对Li2O-Nb2O5-TiO2系微波介质材料的结构、微波介电性能等进行了详尽的讨论,分别讨论了具有高介电常数、中介电常数以及低介电常数的各种锂铌钛系陶瓷材料。同时也指出了目前对Li基陶瓷材料结构与性能之间的关系缺乏系统研究以及部分Li基材料的绝缘性能欠佳等问题。     

中温固化磷酸盐基耐高温胶黏剂的研制

磷酸盐基胶黏剂具有固化温度低,剪切强度高,电性能和耐热性能优异等特点。它结合了金属和陶瓷的优点,是耐高温、低介电损耗的理想材料,广泛应用于火箭、导弹及航天飞机上。随着航天航空技术的发展,现有的胶黏剂体系已经无法满足某些特殊性能的要求。采用磷酸二氢铝为主成分,以氧化锌、氧化锆和氧化铁为固化剂,制备了一种可以在120℃固化耐1300℃高温的胶黏剂,研究了胶黏剂各组分对剪切强度的影响并且对胶黏剂耐水性能进行了测试。研究表明这种胶黏剂可以用于陶瓷的修补以及耐高温复合材料的制备。     

Effect of oxidation on flexural strength and thermal properties of AlN ceramics with residual stress and impedance spectroscopy analysis of defects and impurities

The effect of oxidation in air on the phase composition, microstructure, flexural strength and thermal property of AlN ceramics was investigated. Oxidation was found to produce a continuous oxide layer on the surface of AlN samples. The flexural strength and thermal conductivity of AlN ceramics significantly improved after oxidation at 1000 °C and 1100 °C. Residual stress in the AlN ceramic matrix was enhanced by oxidation. The enhanced residual compressive stresses inhibited crack propagation and reduced interfacial thermal resistance, thereby improving the flexural strength and thermal conductivity of AlN ceramics. Electrochemical impedance spectroscopy was further used to analyze the defects in AlN ceramics. The increase in fitting grain resistance revealed a decrease in aluminum vacancy concentration in oxidized AlN sample, which resulted in high thermal conductivity. Therefore, oxidation at a certain temperature is pretty effective to obtain excellent performance for AlN ceramics.