AlN陶瓷粉末制备方法特点和进展

本文就国内外AlN粉末合成的研究情况 ,综述了直接氮化法、Al2 O3 碳热还原法、自蔓延高温合成法、等离子体法、气溶胶法等主要的几种AlN粉末制备方法的特点和研究进展 。

注射成形AlN-Y_2O_3陶瓷的结构与性能

采用粉末注射成形方法制备了具有高导热性能的AlN陶瓷导热材料 ,研究了烧结温度对注射成形AlN陶瓷致密化的影响 ;研究了添加不同质量分数Y2 O3对注射成形AlN陶瓷的晶界第二相、热导率和显微结构的影响 .结果表明 :在本实验研究条件下 ,当烧结温度在 185 0℃时 ,AlN的相对密度已经能够达到 99.5 % ;Y2 O3的添加量对AlN的晶界第二相的影响和传统AlN制备工艺中有较大的不同 ,在Y2 O3质量分数为 3 %时就有多余的Y2 O3成为晶界相 ,这主要是注射成形工艺中会引入大量的残碳造成的 .注射成形AlN陶瓷工艺中氧离子是否扩散进入晶格中对AlN陶瓷的热性能有一定影响 .当Y2 O3质量分数为 5 %时 ,AlN中的晶界第二相主要为YN和Y2 O3,样品具有最高的热导率167.5W /(m·K) .

添加Y_2O_3的AlN陶瓷注射成形研究

研究了添加５％和７％Ｙ２Ｏ３的ＡＩＮ陶瓷的注射成形工艺； 制备了热导率达１６２．５Ｗ／ｍ·Ｋ的ＡＩＮ陶瓷。利用ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＸＰＳ等方法分析了注射成形中Ｙ２Ｏ３的添加量、烧结工艺和第２相组成的关系，并发现注射成形ＡＩＮ陶瓷的晶界第２相对ＡＩＮ陶瓷的热导性能有显著的影响。

注射成形AlN高导热陶瓷蜡基粘结剂

研究并开发了一种适合于AlN陶瓷注射成形的蜡基多聚合物粘结剂 .通过理论计算分析了所用粘结剂组元的热力学相容性 ,利用毛细管流变仪测量了喂料的流变性能 ,通过热重分析方法研究了粘结剂的热分解行为 ,有效地指导了脱脂工艺的设计 ,并通过考察不同温度下的脱脂形貌研究了脱脂工艺的合理性 .研究结果表明 :当粉末装载量为 6 1%时 (体积分数 ) ,该粘结剂体系和粉末能够均匀、顺利地混合 ,喂料的流变因子范围为 0 .70～ 0 .76 (15 0℃ ) ,体现出典型的假塑性流体特征并具有良好的注射性能 ;喂料有一定的温敏性 ,但是对注射压力的变化不敏感 ,最佳注射温度范围为 15 0～ 16 0℃ ;该多聚合物粘结剂在脱脂过程中能够起到优良的形状维持作用 ,对于厚度在 8mm的AlN零件 ,热脱脂总时间为 6 0h左右 ;该粘结剂体系是一种性能优异、适合于AlN陶瓷注射成形的粘结剂 .

AlN-Y_2O_3陶瓷注射成形研究

研究了添加5％(质量分数,下同)和7％Y_2O_3的AlN陶瓷的注射成形工艺,制备了热导率达162.5 W/(m·K)的AlN陶瓷,利用XRD,SEM,XPS等方法初步分析了注射成形中Y_2O_3的添加量、烧结工艺与第二相组成的关系,并在此基础上分析了晶界第二相对AlN材料热导率的影响,结果表明,注射成形AlN陶瓷的晶界第二相对AlN的热导性能有显著的影响。

AIN陶瓷粉末制备方法综述

就国内外AlN粉末合成的研究情况,综述了直接氮化法、Al_2O_3碳热还原法、自蔓延高温合成法、等离子体法、气溶胶法等几种主要的AlN粉末制备方法的特点和研究进展,分析了制备AlN粉末的主要发展方向。

一种适合于AlN陶瓷注射成形的蜡基粘结剂

研究开发了一种适合于AlN陶瓷注射成形的蜡基多聚合物粘结剂.通过理论计算分析了所用粘结剂组元的热力学相容性.利用毛细管流变仪测量了喂料的流变性能.结果研究表明,当粉末装载量为61％(体积分数)时,该粘结剂体系和粉末能够均匀顺利地混合,此时喂料的流变因子为0.7～0.76(150℃),呈现典型的假塑性流体特征并具有良好的注射性能;喂料有一定的温敏性,但是对注射压力的变化不敏感,最佳注射温度在150～160℃之间.采用热重分析方法研究了粘结剂的热分解行为,有效地指导了脱脂工艺的设计,并通过考察不同温度下的脱脂形貌,研究了脱脂工艺的合理性.实验表明,该多聚合物粘结剂在脱脂过程中能够起到优良的形状维持作用,对于厚度为8mm的AlN零件来说,脱脂总时间为60h左右.因此,该粘结剂体系是一种性能优异、适合于AlN陶瓷注射成形的粘结剂.

氮化铝陶瓷研究和发展

从氮化铝陶瓷的制备工艺 ,即粉末的合成、成形、烧结 3个方面详细介绍了氮化铝陶瓷的研究状况 。

低温碳热还原法合成氮化铝陶瓷超细粉末

采用硝酸盐-有机物低温燃烧反应溶胶-凝胶工艺,以硝酸铝（Al（NO3）3·9H2O）、葡萄糖（C6H12O6·H2O）、尿素（CO（NH2）2）为原料,制备出粒度细小、混合均匀的铝源和碳源的混合前驱物,然后以该前驱物为原料进行碳热还原反应制备氮化铝粉末.研究表明,该前驱物具有较高的反应活性,氮化反应速率快,1550℃时仅用90min即可实现完全转化,SEM分析结果表明合成粉末为粒度分布均匀的纳米级（～100nm）粉末.

新型金属注射成形催化脱脂型粘结剂的催化快速分解研究

催化脱脂是目前MIM技术领域新的发展方向 ,研究了新型金属注射成形催化脱脂型粘结剂的催化快速分解 .研究结果表明 :该催化脱脂型粘结剂在以HNO3 为催化剂进行催化脱脂时 ,注射成形坯经 3 - 4h催化脱脂后 ,脱脂坯内部已形成大量的连通孔道 .脱脂时间。

碳热还原法制备氮化铝陶瓷粉末的研究

从原料的准备、合成、二次除碳工艺三个部分介绍了碳热还原法合成氮化铝粉末的工艺过程,详细总结了该工艺几个关键步骤的研究状况,包括铝源的选择,碳源的选择,添加剂的选择,碳铝摩尔比的确定,原料的分散与混合,煅烧,氮气的流速和压力的确定,二次除碳。指出了碳热还原法合成氮化铝粉末的主要研究方向。

金属注射成形蜡基粘结剂的研究

本文研究了综合蜡基和油基粘结剂优点的改进型蜡基粘结剂体系 ,其组成为PP PW 植物油 SA 改性剂。改进型蜡基粘结剂分阶段热解 ,各组元间有较强的相互作用 ,相容性较好。该粘结剂和金属粉末具有较好的混合均匀性 ,改性剂的加入提高了粉末装载量。喂料是一种假塑性流体 ,非牛顿指数n较大 ,粘流活化能ΔEη 较低 ,具有良好的注射填充性。改进型蜡基粘结剂既可热脱脂 ,又可溶剂脱脂 ,溶剂脱脂速度快、维形能力好。

原料对碳热还原法合成氮化铝粉末的影响

以氧化铝、碳黑、硝酸铝、葡萄糖为原料 ,采用 2种不同的工艺制备了氧化铝 碳黑和硝酸铝 葡萄糖 2种体系的原料混合物 ,研究了原料的种类对氮化铝粉末合成反应的影响 .研究结果表明 :以氧化铝和碳黑为原料时 ,氮化反应过程中只出现了α Al2 O3和AlN相 ,该原料体系反应速度较慢 ,在温度为 16 5 0℃时氮化 3～ 5h才能实现完全氮化 ;而以硝酸铝和葡萄糖为原料时 ,氮化反应过程中相变较复杂 ,出现了γ Al2 O3,α Al2 O3,AlON和AlN相 ,该原料体系反应速度较快 ,15 5 0℃时仅需 1～ 2h便可实现完全氮化 ;不同的起始原料不仅可以影响反应速度 ,还对粉末的粒度有较大影响 ,以氧化铝和碳黑为原料合成的氮化铝粉末的平均粒度约为 0 .7μm ;而以硝酸铝和葡萄糖为原料合成的氮化铝粉末的平均粒度约为 0 .1μm .

YCe-TZP陶瓷的低温时效

对化学共沉淀法制备的 3Y TZP ,3Y2Ce TZP(3%Y2 O3 2 %CeO2 ZrO2 )和 3Y4Ce TZP(3%Y2 O3 4%CeO2 ZrO2 )纳米粉末进行了 1 450℃无压烧结 ,研究了这 3种TZP陶瓷在 2 50℃水蒸汽中时效 1 50h前后抗弯强度和显微结构的变化 .此外 ,结合红外光谱和EDAX能谱分析 ,探讨了 3Y TZP的时效老化机理 .结果表明 :随着CeO2 含量增加 ,TZP时效后抗弯强度的降低幅度减小 ,3Y4Ce TZP几乎不发生时效老化现象 ;在时效过程中 ,3Y4Ce TZP表面形成了CeO2 保护层 ,防止了Y OH键的形成 ,从而有效地抑制了t→m时效相变 .

新型PEG基粘结剂的注射料性能研究

研究了金属粉末注射成形新型PEG基热塑性粘结剂的注射料性能。结果表明 :新型PEG基粘结剂与Fe - 2Ni粉具有较强的相互作用 ,混合均匀性好 ,且粉末装载量高 ,注射料注射成形性好。用新型PEG基粘结剂和Fe- 2Ni粉所制备的注射料是一种假塑性流体 ,具有良好的流变性能 ,粘结剂各组元用量及粉末装载量使注射料的粘度、非牛顿指数、粘流活化能发生变化 。

尿素对前驱物及氮化铝粉末粒度形貌的影响

以硝酸铝 [Al(NO3) 3·9H2 O]、葡萄糖 [C6 H1 2 O6 ·H2 O]为原料 ,利用碳热还原法制备氮化铝粉末 ,研究了尿素对前驱物及其氮化反应产物的组成和显微形貌的影响。研究发现 :尿素不仅可以影响前驱物的组成和显微形貌 ,还对氮化反应产物的显微形貌有重要影响。在溶液里添加尿素后 ,它与硝酸铝发生了低温燃烧合成反应 ,生成了比表面积高的泡沫状前驱物 ,该过程中碳燃烧损失较大。在没有添加尿素的溶液中 ,没有燃烧反应发生 ,碳的损失小 ,生成的前驱物团聚现象严重 ,比表面积低。两种前驱物的氮化反应产物保留了各自前驱物的形貌特征 ,对于不添加尿素合成的前驱物 ,在其氮化反应后所生成的氮化铝粉末板结严重 ;而添加尿素合成的前驱物的氮化反应产物是由球形颗粒组成的软团聚体。利用XRD 。

溶胶-凝胶工艺制备氮化铝陶瓷超细粉末

采用硝酸盐-有机物低温燃烧反应溶胶-凝胶工艺,以硝酸铝(Al(NO_3)_3·9H_2O)、葡萄糖(C_6H_(12)O_6·H_2O)、尿素(CO(NH_2)_2)为原料,制备出粒度细小、混合均匀的铝源和碳源的混合前驱物,然后以该前驱物为原料进行碳热还原反应制备氮化铝粉末。研究表明,氮化铝的生成温度降低,在1350℃时即有大量氮化铝生成,1550℃时仅用90 min即可实现完全转化。SEM分析结果表明合成粉末为粒度分布均匀的纳米级(～100 nm)粉末。

高热导率氮化铝陶瓷制备技术进展

作者详细介绍了高热导率氨化铝陶瓷制备工艺的研究状况,包括粉末的合咸、成形、烧结3个过程.指出低成本的粉末制备工艺和氨化铝陶瓷的近净成形技术是很有价值的研究方向.

尿素对前驱物及氮化铝粉末粒度形貌的影响

以硝酸铝、葡萄糖为原料,用碳热还原法制备氮化铝粉末,研究尿素对前驱物及其氮化反应产物的组成和显微形貌的影响,发现尿素不仅可以影响前驱物的组成和显微形貌,还对氮化反应产物的显微形貌有重要影响。在溶液里添加尿素后,它与硝酸铝发生了低温燃烧合成反应,生成了比表面积高的泡沫状前驱物,该过程中碳由于燃烧损失较大,在没有添加尿素的溶液中,没有燃烧反应发生,碳的损失小,生成的前驱物团聚现象严重,比表面积低,两种前驱物保留了前驱物的形貌特征,对于不添加尿素合成的前驱物,在其氮化反应后所生成的氮化铝粉末板结严重;而添加尿素合成的前驱物的氮化反应产物是由球形颗粒组成的软团聚体。利用XRD,SEM等分析方法对粉末进行了表征。

氮化铝(AlN)陶瓷的特性、制备及应用

作为一种新型的陶瓷材料，氮化铝 (AlN)因其具备多种优异性能而日益受到重视，本文综述了氮化铝的结构、特性、粉末的合成方法及烧结技术，并简要介绍了其应用领域和前景。