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(jiǎn)單及可規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。然而,為實(shí)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(yán)重影響AlN陶瓷的熱導(dǎo)率。為解決這一問(wèn)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(diǎn),采用真空升華法對(duì)Mg₃N₂進(jìn)行去除,以期一爐原位合成出無(wú)合金元素及其氮化物殘留的AlN粉末。探討氮化溫度、氮化時(shí)間、粉末粒徑等因素對(duì)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(duì)真空升華法去除反應(yīng)副產(chǎn)物進(jìn)行理論分析并加以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,通過(guò)對(duì)升華產(chǎn)物進(jìn)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(duì)粒徑為75^... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(zhuān)業(yè)學(xué)位論文14行分析。2.3.3粒徑分布測(cè)試激光粒徑分析測(cè)試儀采用單色激光做光源，當(dāng)光照射到顆粒表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生衍射和散射，各級(jí)顆粒的數(shù)量決定著對(duì)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(cè)試原理圖如圖2-2所示。本實(shí)驗(yàn)采用激光粒度分析儀結(jié)合自動(dòng)循環(huán)送樣系統(tǒng)對(duì)粉末樣品的粒徑分布進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試范圍為0.04~1000μm，在測(cè)試過(guò)程中用水作為循環(huán)液，粉末可以通過(guò)超聲加攪拌在水溶液中懸浮，每個(gè)樣品測(cè)試時(shí)間約為30s。圖2-2激光粒徑分析儀測(cè)試原理圖Fig.2-2Testprinciplediagramoflaserparticlesizeanalyzer2.3.4BET比表面積測(cè)試采用比表面積孔徑分析儀對(duì)粉末的比表面積和等溫吸脫附曲線進(jìn)行測(cè)試，以N2氣為吸附介質(zhì)，測(cè)試溫度為-196℃。測(cè)試之前對(duì)樣品在真空下300℃加熱30min以減小樣品表面吸附氣體對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，根據(jù)BET方程結(jié)合等溫吸脫附曲線計(jì)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(shí)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(duì)密度測(cè)試用電子密度天平測(cè)量陶瓷片燒結(jié)前后的密度，以無(wú)水乙醇作為溶液，測(cè)量3次取平均值。相對(duì)密度公式為：(2-3)

2實(shí)驗(yàn)材料與方法15(2-4)(2-5)式中：d——相對(duì)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?jǐn)?shù)/%；da，db，dc——a、b、c組元的理論密度/gcm-3。2.3.6熱導(dǎo)率測(cè)試采用激光熱導(dǎo)儀測(cè)量燒結(jié)后的陶瓷在25℃的熱擴(kuò)散系數(shù)α。測(cè)試原理是使用激光脈沖加熱樣品，通過(guò)紅外檢測(cè)器檢測(cè)樣品背面溫度隨時(shí)間的變化函數(shù)，從而得到樣品的熱擴(kuò)散系數(shù)[59]，其測(cè)試原理圖如圖2-3所示。圖2-3激光閃光法測(cè)試原理圖Fig.2-3Schematicdiagramoflaserflashmethodtest熱導(dǎo)率計(jì)算公式如下：(2-6)式中：λ——熱導(dǎo)率/WK-1m-1；α——熱擴(kuò)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(xiàn)】：
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