ADC12铝合金表面氮化铝(AlN)涂层的制备及其耐磨性能研究

为了提高ADC12铝合金材料的耐磨性能,利用多功能离子渗氮炉在ADC12铝合金表面进行离子渗氮,制备氮化铝(AlN)涂层。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对表面AlN涂层的相结构与微观形貌进行表征;利用WS-2005涂层附着力自动划痕仪、WTM-2E可控气氛微型摩擦磨损试验仪和3D光学显微镜研究AlN涂层与基体的膜基结合力、摩擦系数、比磨损率和摩擦磨损机理。结果显示:表面AlN涂层的相结构为面心立方,没有发现有Al_(2)O_(3)衍射峰存在。随着渗氮时间的延长和渗氮温度的升高,表面AlN涂层的厚度逐渐增大,膜基结合力先增大再减小,在510℃、4 h时膜基结合力最大,为56.60 N。相对于基体来说,AlN涂层样品在负载1 N、进行摩擦磨损试验10 min后,摩擦系数变小,比磨损率降低,表面AlN涂层厚度越厚,减缓磨损效果越明显。ADC12铝合金表面离子渗氮所得氮化铝(AlN)涂层具有优异的耐磨损性能。

改性氮化铝/环氧树脂复合材料的制备研究

采用共混-浇注成型法制备氮化铝/环氧树脂AlN/E-51复合材料。借助静止沉淀法、接触角、傅立叶红外光谱FT-IR和热失重TGA等进行分析表征。探讨了AlN用量和表面改性对复合材料力学性能的影响。结果表明,KH-560以化学键结合在AlN表面。复合材料的弯曲和冲击强度均随AlN用量的增加而提高,当AlN用量为10%时,复合材料的力学性能最佳。()()()

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。

掺杂氮化铝中局域磁矩的第一性原理计算

理想的稀磁半导体具有良好的室温铁磁性,氮化铝(AlN)稀磁半导体虽然具有宽的带隙和透光性,但由实验重复性差等原因,一直未得到广泛的应用.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算掺杂硼(B)的AlN中局域磁矩的变化规律.通过分析电子结构发现,掺杂B后的AlN稀磁半导体中出现了明显的局域磁矩,其大小为2μB.

氧氮化铝陶瓷材料高温氧化行为及保护对策

对尖晶石型氧氮化铝(γ-AlON)的氧化进行热力学分析,结果表明其在高温下,氧化气氛中容易氧化,并且综述了氧氮化铝、镁铝氧氮及其复合材料的氧化行为和氧化保护对策。

复合助剂对氮化铝陶瓷低温烧结的影响

为弄清添加剂对氮化铝陶瓷低温烧结性能的影响,采用4种复合添加剂Y2O3CaF2,Y2O3Dy2O3,Y2O3CaC2和Y2O3Li2O,在1650℃热压烧结AlN陶瓷;通过电子显微镜测定并分析了AlN陶瓷的性能和微观结构。结果表明:添加该4种复合助剂在低温烧结的AlN陶瓷晶格氧含量均较低,样品热导率较高。尤其是添加Y2O3和CaF2可获得热导率为192W/(m·K)的AlN陶瓷样品。

氮化铝薄膜改善LED散热性能的研究

研究了氮化铝薄膜对LED灯散热情况的影响，并与导热硅脂（Ks609）涂层的散热效果进行了比较，结果表明：导热涂层能加强LED的散热，氮化铝薄膜散热效果优于导热硅脂；对红、白、绿3种颜色LED，相同条件下，散热材料对红色LED的散热效果最好。研究结果为氮化铝薄膜应用于LED散热系统提供了参考数据。

尖晶石型氧氮化铝材料高温抗氧化性能研究进展

综述了尖晶石型氧氮化铝(γ-AlON)材料、MgAl2O4稳定的氧氮化铝材料、氧氮化铝复合材料以及MgAl2O4稳定的氧氮化铝复合材料的氧化行为和抗氧化措施研究新进展。提出了借助陶瓷涂层对其进行防氧化保护的对策。

氮化铝陶瓷烧结炉温度均匀性对烧结产品质量影响的研究

氮化铝陶瓷是近年来广受关注的一种新型陶瓷材料,是剧毒氧化铍的替代材料,其在高功率电子领域有着相当广泛的应用前景,但是氮化铝陶瓷是难烧结的非氧化物陶瓷,陶瓷的烧结对氮化铝陶瓷性能的影响非常大,尤其是在氮化铝陶瓷批量生产过程中,陶瓷烧结炉的温度不均匀,将导致陶瓷性能的巨大差异。简要介绍了氮化铝陶瓷烧结炉温度均匀性对烧结产品质量的影响。

氮化铝面内伸缩模态谐振器的研究现状

综述了氮化铝面内伸缩模态的射频MEMS谐振器。氮化铝面内伸缩模态谐振器(contour-mode resonator,CMR)利用了氮化铝薄膜的压电效应,由器件的机械谐振再通过机电转化实现谐振功能,基本结构为电极层-氮化铝层-电极层。当前研究的两种典型的器件结构为方形振子梳齿电极结构和圆盘振子电容式结构。概述了氮化铝CMR的制备工艺,并重点介绍了磁控溅射法生长薄膜和ICP刻蚀等主要工艺环节。分别对氮化铝CMR的谐振频率、品质因子、温度稳定性和动态电阻等主要性能参数进行了理论分析,针对谐振器各参数的提升给出了具体的改进方向,同时讨论了某些性能的提升所带来的负面影响。氮化铝CMR具备面内集成的优点,随着器件频率的提高,将在无线通信领域具有广阔的应用前景。

掺杂CeO2对流延成型制备的氮化铝陶瓷性能的影响

以氮化铝(AlN)粉末为原料,掺杂10%~15%的CeO2,采用流延成型工艺制备AlN陶瓷生坯;排胶后在氮气气氛下1775℃保温4h,采用常压烧结制备静电卡盘用AlN陶瓷(体积电阻率为10^11~10^9Ω·cm)。研究了排胶升温速率对生坯的表面形貌以及CeO2掺杂量对烧结体的电学与热学性能、微观组织和物相组成的影响。结果表明:在200~450℃之间升温速率为0.2℃·min^-1的条件下排胶后,AlN陶瓷生坯形貌完整、无裂纹和翘曲;在CeO2掺杂量为14%时,AlN陶瓷烧结体可以获得较优的综合性能,致密度96.82%,热导率99W·m^-1·K^-1,体积电阻率4.75×10^10Ω·cm。显微结构分析表明,随着CeO2掺杂量的增加,形成的铈铝酸盐晶间相逐渐由点状分布变为连续分布,有利于导电通路的形成,从而降低AlN陶瓷烧结体体积电阻率。

原子层沉积超薄氮化铝薄膜的椭圆偏振光谱法表征

采用原子层沉积(ALD)工艺在硅衬底上生长了35 nm以下不同厚度的超薄氮化铝(AlN)晶态薄膜。利用椭圆偏振光谱法在波长275~900 nm内测量并拟合薄膜的厚度及折射率和消光系数等光学参数。利用原子力显微镜(AFM)表征AlN晶粒尺寸随生长循环次数的变化,计算得到薄膜表面粗糙度并用于辅助椭偏模型拟合。针对ALD工艺特点建立合适的椭偏模型,可获得AlN超薄膜的生长速率为0.0535 nm/cycle,AlN超薄膜的折射率随着生长循环次数的增加而增大,并逐渐趋于稳定,薄膜厚度为6.88 nm时,其折射率为1.6535,薄膜厚度为33.01 nm时,其折射率为1.8731。该模型为超薄介质薄膜提供了稳定、可靠的椭圆偏振光谱法表征。

氮化铝基陶瓷覆铜板的制作及其应用

氮化铝（AlN）陶瓷是一种共价键较强的非氧化合物，具有良好的化学稳定性，因此AlN陶瓷很难在高温和氧气氛下与铜（Cu）直接键合制成氮化铝基陶瓷覆铜板。若在AlN基片表面上预制一定厚度、且非常致密的氧化铝（Al2O3）层后，就能借鉴Cu箔和Al2O3基片高温键合工艺制作性能优良的AlN DBC基板。文中简要阐述了银河公司在制作AlN DBC基板过程中采用的化学氧化法，高温氧化法，循环温差交替降温法，磁控溅射法等工艺技术，还简要介绍了本公司生产的AlN DBC基板的规格和主要技术参数及其在电力半导体模块中的应用实例.

氮化铝基陶瓷覆铜板的制作及其应用

氮化铝（AlN）陶瓷是一种共价键较强的非氧化合物，具有良好的化学稳定性，因此AlN陶瓷很难在高温和氧气氛下与铜（Cu）直接键合制成氮化铝基陶瓷覆铜板。若在AlN基片表面上预制一定厚度、且非常致密的氧化铝（A1203）层后，就能借鉴Cu箔和A1203基片高温键合工艺制作性能优良的AlNDBC基板。文中简要阐述了银河公司在制作AINDBC基板过程中采用的化学氧化法，高温氧化法，循环温差交替降温法，磁控溅射法等工艺技术，还简要介绍了本公司生产的AINDBC基板的规格和主要技术参数及其在电力半导体模块中的应用实例。

氮化铝陶瓷静电卡盘的制备和应用

氮化铝(AlN)陶瓷凭借其优异的性能和功能被广泛应用,其扩散系数小,共价性强,致使烧结难度较大,生产成本较高。AlN 烧结通常采用常压或热压烧结来获得更高的致密度,以提高其导热性能。使用高纯度颗粒粒径小而均匀的 AlN 粉体,并添加可以生成液相的烧结助剂的常压烧结,也可获得致密的AlN 陶瓷,而热压烧结在压力作用下虽可获得更高致密度的 AlN 陶瓷,但成本较高。

反应等离子喷涂TiN/AlN涂层在润滑状态下摩擦磨损性能的研究

对用反应等离子喷涂法制备的TiN/AlN涂层在油润滑条件下的摩擦磨损特征进行了研究,并就轻、重载荷下的磨损机理进行了探讨。结果表明:油润滑条件下,涂层磨损体积显著降低。在轻载荷下,以疲劳磨损为主;在重载荷下,以脆性剥落和磨粒磨损为主。

磁控溅射AlN/Cu纳米复合涂层的性能研究

采用双靶反应磁控溅射方法制备了Cu含量不同的AlN/Cu纳米复合涂层。采用X射线衍射(XRD)、纳米压痕、X射线光电子能谱(XPS)等方法观察和分析了涂层的结构、力学性能以及内部化学结合状态。XRD结果表明所有涂层中的AlN均为(002)择优取向的六方纤锌矿结构,Cu含量≥4.7%原子比涂层中可以观察到Cu(111)峰的存在。纳米压痕结果表明:Cu含量的多少影响涂层的力学性能,如硬度H、弹性模量E。Cu含量为17.0%时,H=27.3 GPa、E=264.9 GPa,H/E=0.103;随着压入深度从80 nm增加至250 nm,弹性回复值从78.2%降至67.9%。XPS分析表明:对于17.0%Cu含量的涂层而言,电子结合能位于73.5,932.3和933.4 eV处的峰分别对应着Al-N键、Cu-Cu键和Cu-Al键。Cu-Al键的存在说明AlN相与Cu相在两相界面处存在一定的相互化学作用。

反应等离子喷涂TiN/AlN涂层的性能研究

TiN涂层可以通过传统的物理或者化学气相沉积(PVD及CVD)工艺制备,但其缺点是沉积速率低,涂层厚度过薄;这些都严重地限制了TiN涂层材料在磨、蚀服役条件下的应用。本文利用反应等离子喷涂的方法制备了TiN/AlN涂层并研究分析了涂层的组织及摩擦磨损性能。结果表明:TiN/AlN涂层韧性比TiN涂层有所提高;TiN/AlN涂层不仅有较低的摩擦系数,且在高载下的磨损性能比TiN涂层有较大的提高。

原位反应渗透法制备石墨/AlN涂层材料

采用喷射法在石墨基体表面形成BN薄层,利用AI与BN原位渗透反应并渗入石墨基体,在基体获得AIN涂层来增强石墨的抗腐蚀能力。采用DTA、XRD分析方法,对原位反应过程进行分析,并探索了热处理工艺条件对反应物相结构的影响,确定了的最佳热处理工艺条件。采用SEM分析方法,对喷射工艺参数以及AIN涂层/石墨微观结构进行分析;采用EPMA对合成AIN涂层/石墨进行元素分布分析。结果表明:采用原位合成工艺可获得致密结构的AIN涂层,同时在石墨基体与涂层之间形成致密的结合界面。

TiN和TiAlN涂层对凸模寿命的影响

针对氮化钛(TiN)和氮化铝钛(TiAlN)两种涂层凸模在工作状态时TiAlN涂层凸模发生弯曲的情况,对模具凸模材料化学元素及硬度进行了测试,并应用扫描电子显微镜(SEM)观察凸模横截面的微观组织,分析了化学元素的含量(质量分数(w),全文同)和涂层厚度对凸模寿命的影响.结果表明,涂层厚度是影响凸模寿命的主要原因之一,凸模材料内部的夹杂物导致凸模承载能力下降,使凸模寿命缩短.