脉冲激光沉积AlN薄膜的工艺优化与机械性能

采用脉冲激光沉积(PLD)方法在单晶Si衬底上制备AlN薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜的形貌和微观结构进行了分析;采用显微硬度仪、球-盘式磨损试验机和涂层自动划痕仪测试了薄膜的机械性能.通过正交实验,分析了工艺参数与AlN薄膜硬度之间的关系,得出沉积气压是对薄膜硬度影响大的因素,并研究了沉积气压对AlN薄膜表面形貌、微观结构、沉积速率、硬度、结合力和摩擦性能的影响.实验结果表明:所制备的薄膜均为非晶结构,随着沉积气压的上升,薄膜沉积速率降低,薄膜表面粗糙度降低,摩擦系数变小,当气压由0.1Pa增加到1Pa时,薄膜的硬度和耐磨性提高,但是随着气压进一步增大,其硬度和耐磨性下降.     

高热导率(≥200W/m@K)AIN陶瓷的制备

目前,散热问题已成为电子器件的发展技术关键之一,因而选用热导率高且安全无污染的陶瓷材料成为电子器件发展的主要方向,本实验主要介绍了采用优质AIN粉体经热压烧结的方法,获得了高热导率（≥200W/m.K)且介电性能良好的AIN陶瓷的制备工艺与配方。     

纳米氮化铝的氨热合成及其光致发光

采用金属铝为前驱物,在450℃的氨热条件下,获得了高质量的氮化铝纳米粉体,测量了合成粉末的X射线衍射谱、光致发光谱和高分辨透射电子显微镜（HRTEM）,发现合成的粉末是平均粒度为32nm的纤锌矿结构的氮化铝,此AlN中存在蓝光发光带,另外,讨论了AlN在高压釜内的低温氨热合成机制。     

无包封燃烧合成气相热等静压AlN-TiB2陶瓷研究

本文采用燃烧合成工艺,在100MPa氮气的气相热等静压作用下,制备了致密的AlN-TiB     

AlN微粉表面结合状态的XPS研究

通过X射线光电子能谱 (XPS)分析研究了碳热还原氮化法制备的AlN微粉的表面结合状态。结果表明 :AlN微粉的表面有明显的氧化层存在 ;AlN微粉表面结合状态为Al—O和Al—N复合型结合 ;杂质元素W主要是由球磨介质中的WC引入的 ,并以WO2 - 4形式分布于AlN微粉表面。     

氮化铝晶须的制备工艺研究

以三聚氰胺和硝酸铝为主要原料,通过前驱体法制备了氮化铝晶须,研究了不同原料配比、不同浓度对制备前驱体和晶须的影响,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜对晶须和前驱体进行物相及形貌分析。结果表明:当三聚氰胺/硝酸铝=1∶3,浓度为0.2mol/L时,制备的氮化铝晶须前驱体细长且尺寸均匀,直径为1～2μm,长度约为80μm。制备的氮化铝晶须为表面光滑的长柱状,直径约为1μm,长度为10～20μm。     

冲击波对AlN粉体性能及低温烧结特性的影响

研究了冲击波对ＡｌＮ粉体性能的影响，并探索了以冲击波处理的ＡｌＮ粉体为原料，添加５％助烧结剂的低温结过程。结果表明，冲击波处理ＡｌＮ粉将使晶粒产生大量的晶格略变，从而活化了粉体。以冲击波处理的ＡｌＮ粉为原料，在１６１０℃下进行无压烧结，可得到密为３．３３ｇ／ｃｍ＾３的ＡｌＮ陶瓷。     

AlN-Pr2O3液相烧结SiC陶瓷

以AlN、Pr2O3做为SiC陶瓷液相烧结的复合助剂,选定不同的助剂含量(5wt％～ 20wt％)和不同的助剂摩尔比例(Pr2O3/AlN=1/3、1/1、3/1),在1800～2000℃温度下,采用热压和无压烧结的方法制备SiC陶瓷样品,并对这些陶瓷样品的性能进行了研究.实验结果表明,助剂比1/3组的样品显示出更有效地促进SiC陶瓷致密化,该组样品无压烧结最大相对密度为87％,热压烧结具有最高的相对密度96.1％、维氏硬度23.4 GPa、抗弯强度549.7MPa、断裂韧性5.36 MPa·m1/2,显微结构中可观察到晶粒拔出现象,断裂模式为沿晶断裂.     

酸洗提纯AlN粉体的研究

氮化铝(AlN)粉体中的金属杂质与氧化是影响其纯度和性能发挥的主要因素,而酸洗是提纯AlN粉体的有效手段.实验采用磷酸(H3 PO4)、硝酸(HNO3)、氢氟酸(HF)和盐酸(HCl)对AlN粉体进行酸洗提纯,主要研究了酸洗过程中酸液的选择与配比对提纯效果的影响.实验结果表明:这四种酸均显著降低了AlN粉体表面的金属杂质含量,而HF和HNO3的混合酸具有更好的提纯效果,特别能降低其中的Na、W、Fe等金属杂质,而且还可通过HF与Al2O3的反应有效去除氧杂质.HF/HNO3酸液的适宜配比为HF:HNO3=2:1,在该条件下酸洗后的AlN粉体中,金属杂质含量均下降到100 ppm以下,氧含量仅为1.2wt%.     

氮化铝陶瓷基片的集群磁流变效应研磨加工

采用集群磁流变效应研磨加工方法对氮化铝(AlN)陶瓷基片进行研磨加工,系统地分析了主要工艺参数的影响和最终经过精密研磨后的加工表面形貌特征。结果表明,集群磁流变效应研磨加工方法可以实现对氮化铝(AlN)陶瓷基片的高效率高精度研磨加工,原始表面Ra1.730μm经过粗研10 min和精研30 min后可以达到0.029μm,下降两个数量级。在粗研阶段,选用二氧化硅磨料#4000、磨料体积分数12%、研磨盘转速150 r/min、研磨压力3.5 kPa,可以获得较高的材料去除率和较光滑的加工表面。