AlN粉末和陶瓷以其高熱導(dǎo)率、低介電常數(shù)以及與硅相近的熱膨脹系數(shù)等優(yōu)異的物化性能成為電子封裝和高功率器件行業(yè)最具潛力的材料之一。相較于其他的AlN粉末合成技術(shù),原位合成技術(shù)具有產(chǎn)物氧含量低、成本低廉、工藝簡單及可規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)勢而備受關(guān)注。然而,為實現(xiàn)鋁合金完全氮化,往往需要在合金中引入高含量的合金元素。經(jīng)氮化后合金元素以單質(zhì)或氮化物形式存在于AlN中,導(dǎo)致產(chǎn)物純度低,嚴重影響AlN陶瓷的熱導(dǎo)率。為解決這一問題,本文選用鋁鎂合金粉末為原材料,利用Mg具有蒸汽壓大和Mg₃N₂在高溫下易分解的特點,采用真空升華法對Mg₃N₂進行去除,以期一爐原位合成出無合金元素及其氮化物殘留的AlN粉末。探討氮化溫度、氮化時間、粉末粒徑等因素對氮化產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)、粒徑分布和比表面積的影響規(guī)律,為使原位合成AlN粉末的粒徑分布向1¹0μm逼近提供借鑒。對真空升華法去除反應(yīng)副產(chǎn)物進行理論分析并加以實驗驗證,通過對升華產(chǎn)物進行表征與分析,探索出合適的真空升華工藝。研究結(jié)論如下:（1）對粒徑為75^... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

AlN晶胞結(jié)構(gòu)示意圖[9,10]

西安理工大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文14行分析。2.3.3粒徑分布測試激光粒徑分析測試儀采用單色激光做光源，當(dāng)光照射到顆粒表面時會產(chǎn)生衍射和散射，各級顆粒的數(shù)量決定著對應(yīng)各特定角處獲得能量的大小，根據(jù)各特定角光能量在總光能量中的比例，獲得顆粒的分布程度。激光粒徑分析儀測試原理圖如圖2-2所示。本實驗采用激光粒度分析儀結(jié)合自動循環(huán)送樣系統(tǒng)對粉末樣品的粒徑分布進行測試，測試范圍為0.04~1000μm，在測試過程中用水作為循環(huán)液，粉末可以通過超聲加攪拌在水溶液中懸浮，每個樣品測試時間約為30s。圖2-2激光粒徑分析儀測試原理圖Fig.2-2Testprinciplediagramoflaserparticlesizeanalyzer2.3.4BET比表面積測試采用比表面積孔徑分析儀對粉末的比表面積和等溫吸脫附曲線進行測試，以N2氣為吸附介質(zhì)，測試溫度為-196℃。測試之前對樣品在真空下300℃加熱30min以減小樣品表面吸附氣體對測試結(jié)果的影響，根據(jù)BET方程結(jié)合等溫吸脫附曲線計算得樣品的比表面積。BET方程為：(2-1)(2-2)式中：P——吸附氣體的平衡壓力/Pa；P0——同溫度下吸附氣體的飽和蒸汽壓/Pa；V——被吸附氣體的體積/ml；Vm——單分子層飽和吸附時被吸附物的體積/ml；Mass——樣品質(zhì)量/g；S——樣品的比表面積/m2.g-1；C——常數(shù)(與吸附熱有關(guān))。2.3.5相對密度測試用電子密度天平測量陶瓷片燒結(jié)前后的密度，以無水乙醇作為溶液，測量3次取平均值。相對密度公式為：(2-3)

2實驗材料與方法15(2-4)(2-5)式中：d——相對密度/%；ρ——樣品密度/gcm-3；ρ1——樣品理論密度/gcm-3；a，b，c——a、b、c組元的質(zhì)量百分數(shù)/%；da，db，dc——a、b、c組元的理論密度/gcm-3。2.3.6熱導(dǎo)率測試采用激光熱導(dǎo)儀測量燒結(jié)后的陶瓷在25℃的熱擴散系數(shù)α。測試原理是使用激光脈沖加熱樣品，通過紅外檢測器檢測樣品背面溫度隨時間的變化函數(shù)，從而得到樣品的熱擴散系數(shù)[59]，其測試原理圖如圖2-3所示。圖2-3激光閃光法測試原理圖Fig.2-3Schematicdiagramoflaserflashmethodtest熱導(dǎo)率計算公式如下：(2-6)式中：λ——熱導(dǎo)率/WK-1m-1；α——熱擴散系數(shù)/mm2s-1；ρ——樣品密度/gcm-3；Cp——樣品比熱容/JK-1g-1，取理論值0.75。

【參考文獻】：
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本文編號：3231415