本文選題：稀土氧化物 + 氮化硅��； 參考：《無機(jī)材料學(xué)報(bào)》2017年12期

【摘要】：高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷是大功率電力電子器件散熱的關(guān)鍵候選材料。研究采用稀土氧化物(Re_2O_3)和氧化鈦(Ti O_2)燒結(jié)助劑體系,通過低溫常壓燒結(jié)方法來制備氮化硅陶瓷,以有效降低成本,滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。系統(tǒng)研究了燒結(jié)助劑種類及含量對(duì)Si_3N_4陶瓷的致密化行為、熱導(dǎo)率、顯微結(jié)構(gòu)以及力學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)隨著稀土離子半徑的增大,材料的致密度和熱導(dǎo)率均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),添加Sm_2O_3后樣品最高密度僅為3.14 g/cm~3。但是當(dāng)Sm_2O_3-Ti O_2燒結(jié)助劑含量為8wt%時(shí),樣品斷裂韌性可達(dá)5.76 MPa?m~(1/2)。當(dāng)添加Lu_2O_3且燒結(jié)助劑含量為12wt%時(shí),材料的密度可達(dá)3.28 g/cm~3,但是大量存在的第二相導(dǎo)致熱導(dǎo)率僅為42.3 W/(m·K)。研究發(fā)現(xiàn)該材料具有良好的斷裂韌性。經(jīng)1600℃退火8 h后,Er_2O_3-Ti O_2燒結(jié)助劑樣品的熱導(dǎo)率達(dá)到51.8 W/(m·K),基本滿足一些功率電路基板材料的實(shí)際應(yīng)用需求。
[Abstract]:High heat conduction silicon nitride ceramics are the key candidate materials for heat dissipation of high-power electronic devices. The study of the preparation of silicon nitride ceramics by using rare earth oxide (Re_2O_3) and titanium oxide (Ti O_2) sintering aids by low temperature atmospheric sintering is to effectively reduce the cost and meet the needs of practical applications. The types of sintering aids and the types of sintering aids are systematically studied. The effect of content on the densification, thermal conductivity, microstructure and mechanical properties of Si_3N_4 ceramics is found. It is found that the density and thermal conductivity of the materials decrease with the increase of the radius of the rare earth ions. The maximum density of the samples after adding Sm_2O_3 is only 3.14 g/cm~3., but when the content of Sm_2O_3-Ti O_2 sintering aids is 8wt% The fracture toughness can reach 5.76 MPa? M~ (1/2). When Lu_2O_3 is added and the content of sintering aids is 12wt%, the density of the material can reach 3.28 g/cm~3, but the thermal conductivity of the secondary phase is only 42.3 W/ (M. K). The study found that the material has good fracture toughness. The thermal conductivity of the Er_2O_3-Ti O_2 sintering assistant sample after 1600 C annealing 8 h Up to 51.8 W/ (M. K), basically meet the practical application requirements of some power circuit substrate materials.
【作者單位】： 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所高性能陶瓷和超微結(jié)構(gòu)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;上海大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51572277) 科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFB0700300)~~
【分類號(hào)】：TQ174.1

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本文編號(hào)：2054793