采用濕化學(xué)法以固體含氮有機(jī)物為氮源制備AlN納米粉體
發(fā)布時(shí)間:2022-05-08 18:22
AlN作為第III族氮化物的重要成員,以其優(yōu)異的綜合性能而受到眾多關(guān)注。比如,AlN陶瓷因其良好的機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫性能而可以作為重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料;AlN陶瓷因其熱導(dǎo)率高、介電系數(shù)小和與硅相匹配的低熱膨脹系數(shù)而可以作為優(yōu)異的電子材料;Al N陶瓷在第三族氮化物中具有最大帶隙(6.2eV),因此其在深紫外(UV)光學(xué)器件和光致發(fā)光(PL)基質(zhì)材料中具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,高質(zhì)量的AlN粉體是制備高性能AlN陶瓷的前提,因此,對(duì)AlN合成方法的探索和形貌的控制具有重要的意義。除了傳統(tǒng)的加工路線,近年來(lái)出現(xiàn)了一種以固體含氮有機(jī)化合物,如尿素,氰胺,雙氰胺和三聚氰胺等為氮源來(lái)合成氮化物的新方法。與碳氮還原法和直接氮化法相比,這種方法具有原料易得,廉價(jià)和合成溫度低的優(yōu)勢(shì),并且不需要進(jìn)一步的氨化或者脫碳即可獲得高純度的氮化物粉末。因此,本論文擬通過(guò)引入含氮有機(jī)物為氮源來(lái)合成AlN納米粉體。首先,本論文選取尿素為氮源采用濕化學(xué)法的工藝探索了合成AlN納米粉末的工藝路線,研究了煅燒方式、保溫時(shí)間、氮?dú)饬魉、反?yīng)溫度和尿素/金屬摩爾比R值對(duì)合成的AlN納米粉體純度和形貌的影響。經(jīng)過(guò)各種工藝路線的探索,...
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 AlN的應(yīng)用
1.2.1 陶瓷基板的應(yīng)用
1.2.2 AlN粉體進(jìn)行填充改性的應(yīng)用
1.2.3 光學(xué)和電子器件上的應(yīng)用
1.2.4 其他應(yīng)用
1.3 AlN粉體的制備方法
1.3.1 鋁粉直接氮化法
1.3.2 氧化鋁粉碳熱還原法
1.3.3 化學(xué)氣相沉積法
1.3.4 自蔓延高溫合成法
1.3.5 原位自反應(yīng)合成法
1.3.6 高能球磨法
1.3.7 濕化學(xué)法
1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.5 濕化學(xué)法制備AlN粉體的影響因素
1.5.1 氮源的選擇
1.5.2 含氮有機(jī)物和金屬摩爾比R
1.5.3 溶劑種類
1.5.4 攪拌速率,反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度
1.5.5 烘干方式
1.6 本論文主要研究意義及研究?jī)?nèi)容
1.6.1 研究意義
1.6.2 主要研究?jī)?nèi)容
1.6.3 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與研究方法
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
2.3 AlN納米粉體的制備工藝
2.4 AlN納米粉體表征方法與原理
2.4.1 物相結(jié)構(gòu)分析
2.4.2 顯微結(jié)構(gòu)表征
2.4.3 光學(xué)性能表征
第三章 以尿素為氮源制備AlN納米粉體
3.1 制備AlN納米粉體的工藝路線分析
3.1.1 煅燒方式
3.1.2 保溫時(shí)間
3.1.3 氮?dú)饬魉?br> 3.1.4 反應(yīng)溫度
3.1.5 尿素/金屬摩爾比R值
3.1.6 AlN納米顆粒的形成機(jī)理
3.2 AlN納米粉體的結(jié)構(gòu)表征
3.3 AlN納米粉體的形貌調(diào)控
3.4 AlN納米粉體的光學(xué)性能表征
3.5 本章小結(jié)
第四章 以氰胺類碳氮化物為氮源制備AlN納米粉體
4.1 AlN納米粉體的結(jié)構(gòu)表征
4.2 煅燒過(guò)程中的中間產(chǎn)物以及反應(yīng)過(guò)程的研究
4.3 AlN納米粉體的形貌表征
4.4 AlN納米粉體的光學(xué)性能分析
4.5 以三聚氰胺為氮源制備納米AlN粉體
4.5.1 AlN納米粉體的結(jié)構(gòu)表征
4.5.2 煅燒過(guò)程中的中間產(chǎn)物以及反應(yīng)過(guò)程的研究
4.5.3 AlN納米粉體的形貌表征
4.5.4 AlN納米粉體的光學(xué)性能表征
4.6 本章小結(jié)
第五章 三種氮源制備AlN納米粉體的對(duì)比研究
5.1 AlN納米粉體的結(jié)構(gòu)表征
5.2 AlN納米粉體的形貌表征
5.3 AlN納米粉體的光學(xué)表征
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大功率LED中常用陶瓷基板研究[J]. 鄺海. 中國(guó)陶瓷. 2017(08)
[2]尿素溶液法合成納米AlN粉體[J]. 黃雄,程艷玲,林華泰. 人工晶體學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]尿素法制備納米氮化鋯粉體[J]. 馬西飛,康莊,黃曉,張國(guó)軍. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2015(01)
[4]前驅(qū)物法低溫合成六方氮化硼[J]. 馮艷春,仲劍初,王洪志. 硅酸鹽通報(bào). 2012(04)
[5]鋁和氮化鋁陶瓷結(jié)合強(qiáng)度與機(jī)理研究[J]. 彭榕,周和平,寧曉山,徐偉. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2011(03)
[6]電弧離子鍍沉積TiN/AlN-TiAlN復(fù)合膜的耐磨性[J]. 李爭(zhēng)顯,王少鵬,潘曉龍,杜繼紅,王寶云,嚴(yán)鵬. 裝備制造技術(shù). 2010(02)
[7]溶膠-凝膠法制備氮化鋁粉體[J]. 馬艷紅,陳瑋. 真空電子技術(shù). 2009(04)
[8]氮化鋁的溶劑熱合成及形貌研究[J]. 陸紅霞,曹潔明,馬賢佳,侯海濤,徐國(guó)躍. 功能材料. 2005(07)
[9]氮化鋁陶瓷的研究與應(yīng)用[J]. 周和平,劉耀誠(chéng),吳音. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 1998(04)
[10]聚合物先驅(qū)體法制備氮化鋁[J]. 廖白霞,毛友安,胡建平,馮方達(dá). 陶瓷工程. 1998(03)
本文編號(hào):3652147
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 AlN的應(yīng)用
1.2.1 陶瓷基板的應(yīng)用
1.2.2 AlN粉體進(jìn)行填充改性的應(yīng)用
1.2.3 光學(xué)和電子器件上的應(yīng)用
1.2.4 其他應(yīng)用
1.3 AlN粉體的制備方法
1.3.1 鋁粉直接氮化法
1.3.2 氧化鋁粉碳熱還原法
1.3.3 化學(xué)氣相沉積法
1.3.4 自蔓延高溫合成法
1.3.5 原位自反應(yīng)合成法
1.3.6 高能球磨法
1.3.7 濕化學(xué)法
1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.5 濕化學(xué)法制備AlN粉體的影響因素
1.5.1 氮源的選擇
1.5.2 含氮有機(jī)物和金屬摩爾比R
1.5.3 溶劑種類
1.5.4 攪拌速率,反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度
1.5.5 烘干方式
1.6 本論文主要研究意義及研究?jī)?nèi)容
1.6.1 研究意義
1.6.2 主要研究?jī)?nèi)容
1.6.3 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與研究方法
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
2.3 AlN納米粉體的制備工藝
2.4 AlN納米粉體表征方法與原理
2.4.1 物相結(jié)構(gòu)分析
2.4.2 顯微結(jié)構(gòu)表征
2.4.3 光學(xué)性能表征
第三章 以尿素為氮源制備AlN納米粉體
3.1 制備AlN納米粉體的工藝路線分析
3.1.1 煅燒方式
3.1.2 保溫時(shí)間
3.1.3 氮?dú)饬魉?br> 3.1.4 反應(yīng)溫度
3.1.5 尿素/金屬摩爾比R值
3.1.6 AlN納米顆粒的形成機(jī)理
3.2 AlN納米粉體的結(jié)構(gòu)表征
3.3 AlN納米粉體的形貌調(diào)控
3.4 AlN納米粉體的光學(xué)性能表征
3.5 本章小結(jié)
第四章 以氰胺類碳氮化物為氮源制備AlN納米粉體
4.1 AlN納米粉體的結(jié)構(gòu)表征
4.2 煅燒過(guò)程中的中間產(chǎn)物以及反應(yīng)過(guò)程的研究
4.3 AlN納米粉體的形貌表征
4.4 AlN納米粉體的光學(xué)性能分析
4.5 以三聚氰胺為氮源制備納米AlN粉體
4.5.1 AlN納米粉體的結(jié)構(gòu)表征
4.5.2 煅燒過(guò)程中的中間產(chǎn)物以及反應(yīng)過(guò)程的研究
4.5.3 AlN納米粉體的形貌表征
4.5.4 AlN納米粉體的光學(xué)性能表征
4.6 本章小結(jié)
第五章 三種氮源制備AlN納米粉體的對(duì)比研究
5.1 AlN納米粉體的結(jié)構(gòu)表征
5.2 AlN納米粉體的形貌表征
5.3 AlN納米粉體的光學(xué)表征
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大功率LED中常用陶瓷基板研究[J]. 鄺海. 中國(guó)陶瓷. 2017(08)
[2]尿素溶液法合成納米AlN粉體[J]. 黃雄,程艷玲,林華泰. 人工晶體學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]尿素法制備納米氮化鋯粉體[J]. 馬西飛,康莊,黃曉,張國(guó)軍. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2015(01)
[4]前驅(qū)物法低溫合成六方氮化硼[J]. 馮艷春,仲劍初,王洪志. 硅酸鹽通報(bào). 2012(04)
[5]鋁和氮化鋁陶瓷結(jié)合強(qiáng)度與機(jī)理研究[J]. 彭榕,周和平,寧曉山,徐偉. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2011(03)
[6]電弧離子鍍沉積TiN/AlN-TiAlN復(fù)合膜的耐磨性[J]. 李爭(zhēng)顯,王少鵬,潘曉龍,杜繼紅,王寶云,嚴(yán)鵬. 裝備制造技術(shù). 2010(02)
[7]溶膠-凝膠法制備氮化鋁粉體[J]. 馬艷紅,陳瑋. 真空電子技術(shù). 2009(04)
[8]氮化鋁的溶劑熱合成及形貌研究[J]. 陸紅霞,曹潔明,馬賢佳,侯海濤,徐國(guó)躍. 功能材料. 2005(07)
[9]氮化鋁陶瓷的研究與應(yīng)用[J]. 周和平,劉耀誠(chéng),吳音. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 1998(04)
[10]聚合物先驅(qū)體法制備氮化鋁[J]. 廖白霞,毛友安,胡建平,馮方達(dá). 陶瓷工程. 1998(03)
本文編號(hào):3652147
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