提高氮化铝陶瓷热导率的途径：加入适当的烧结助剂，引入添加剂主要有两方面的作用：促进氮化铝陶瓷致密化。氮化铝是共价化合物，具有熔点高、自扩散系数小的特点，一般难以烧结致密，使用添加剂可以在较低温度产生液相，润湿晶粒，从而达到致密化。净化晶格。氮化铝低氧有很强的亲和力，晶格中经常固溶了氧，产生铝空位，降低了声子的平均自由程，热导率也因此降低。合适的添加剂可以有效与晶格中氧反应生成第二相，净化晶格，提高热导率。大量的研究表明，稀土金属氧化物和氟化物、碱土金属氧化物和氟化物等均可以作为助烧剂提高氮化铝的热导率。但添加剂的量应适当，过多会增加杂质含量，从而影响热导率；过少又起不到烧结助剂的作用。复合助剂...

氮化铝陶瓷的运用：氮化铝陶瓷基板：氮化铝陶瓷基板热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐化学腐蚀，电阻率高，介电损耗小，是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。氮化铝陶瓷零件：氮化铝 (AlN) 具有高导热性、高耐磨性和耐腐蚀性，是半导体和医疗行业很理想的材料。典型应用包括：加热器、静电卡盘、基座、夹环、盖板和 MRI 设备。氮化铝陶瓷使用须知：氮化铝陶瓷在700°C的空气中会发生表面氧化，即使在室温下，也检测到5-10nm的表面氧化层。这将有助于保护材料本体，但它也将降低材料表面的导热率。在惰性气氛中，该氧化层可在高达1350°C 的温度下保护材料本体，当在高于此温度时本体将会发生大量氧化...

纳米氮化铝粉体主要用途：导热硅胶和导热环氧树脂:超高导热纳米AIN复合的硅胶具有良好的导热性，良好的电绝缘性，较宽的电绝缘性使用温度（工作温度-60℃ --200℃ ，较低的稠度和良好的施工性能。产品已达或超过进口产品，因为可取代同类进口产品而较广应用于电子器件的热传递介质，提高工作效率。如CPU与散热器填隙、大功率三极管、可控硅元件、二极管、与基材接触的细缝处的热传递介质。纳米导热膏是填充IC或三极管与散热片之间的空隙，增大它们之间的接触面积，达到更好的散热效果。其他应用领域:纳米氮化铝应用于熔炼有色金属和半导体材料砷化铵的绀蜗、蒸发舟、热电偶的保护管、高温绝缘件、微波介电材料、耐高温及耐腐...

目前，氮化铝也存在一些问题。其一是粉体在潮湿的环境极易与水中羟基形成氢氧化铝，在AlN粉体表面形成氧化铝层，氧化铝晶格溶入大量的氧，降低其热导率，而且也改变其物化性能，给AlN粉体的应用带来困难。抑制AlN粉末的水解处理主要是借助化学键或物理吸附作用在AlN颗粒表面涂覆一种物质，使之与水隔离，从而避免其水解反应的发生。目前抑制水解处理的方法主要有：表面化学改性和表面物理包覆。其二是氮化铝的价格高居不下，每公斤上千元的价格也在一定程度上限制了它的应用。制备氮化铝粉末一般都需要较高的温度，从而导致生产制备过程中的能耗较高，同时存在安全风险，这也是一些高温制备方法无法实现工业化生产的主要弊端。再者是...

氮化铝陶瓷的流延成型：料浆均匀流到或涂到支撑板上，或用刀片均匀的刷到支撑面上，形成浆膜，经干燥形成一定厚度的均匀的素坯膜的一种料浆成型方法。流延成型工艺包括浆料制备、流延成型、干燥及基带脱离等过程。溶剂和分散剂，高固相含量的流延浆料是流延成型制备高性能氮化铝陶瓷的关键因素之一。溶剂和分散剂是高固相含量的流延浆料的关键。溶剂必须满足以下条件：必须与其他添加成分相溶，如分散剂、粘结剂和增塑剂等；化学性质稳定，不与粉料发生化学反应；对粉料颗粒的润湿性能好；易于挥发与烧除；使用安全、卫生且对环境污染小。坯体强度高、坯体整体均匀性好、可做近净尺寸成型、适于制备复杂形状陶瓷部件和工业化推广、无排胶困难、成...

由于AlN基板不具有电导性，因此在用作大功率LED散热基板之前必须对其表面进行金属化和图形化。但AlN与金属是两类物理化学性质完全不同的材料，两者差异表现很为突出的就是形成化合物的成键方式不同。AlN是强共价键化合物，而金属一般都表现为金属键化合物，因此与其它化学键的化合物相比，在高温下AlN与金属的浸润性较差，实现金属化难度较高。因此，如何实现AlN基板表面金属化和图形化成为大功率LED散热基板发展的一个至关重要问题。目前使用很较广的AlN基板金属化的方法主要有：机械连接法、厚膜法、活性金属钎焊法、共烧法、薄膜法、直接覆铜法。氮化铝耐热、耐熔融金属的侵蚀，对酸稳定，但在碱性溶液中易被侵蚀。衢...

氮化铝的热传导机理：热导率，也即导热系数，作为衡量物质导热能力的量度，是导热材料很重要的性质之一。AIN属于共价化合物，其分子内部没有可自由移动的电子，因此热量的传递是以晶格振动这种形式来实现的，这种方式叫“声子传热”。晶体内部温度高的部分能量大，温度低的部分能量小，能量通过声子之间互相作用，从高能量向低能量发生传递，能量的迁移导致热量的传导。可以看到，把晶格内部的原子看成小球，这些小球之间彼此由弹簧（共价键）连接起来，从而每个原子的振动都要牵动周围的原子，使振动以弹性波的形式在晶体中传播。这种晶格振动产生的能量量子，即“声子”，声子相互作用使振动传递，从而使能量迁移，传导热量。电子封装基片材...

颗粒形状的影响：相较于颗粒尺寸对氮化铝陶瓷的影响，颗粒的形貌对其的影响主要集中在粉体的流动性以及填充率的增加上。工业上一般认为氮化铝粉体呈球形为合理的选择。球形粉体比其他形状如棒状，双头六角形状流动性更好，且填充率也会相对高一些。特别是对于把氮化铝作为填料的工业领域，流动性差意味着难以均匀混合，势必会对产品的性能造成一定的负面影响。氮化铝粉体填充率越高，其热膨胀系数就越小，热导率越高。相较于其它形状来说，球形粉体制成的封装材料应力集中小、强度高。而且球形粉体摩擦系数小，对模具的磨损小，可延长模具的使用寿命，提高经济效益。氮化铝陶瓷基板具有导热效率高、力学性能好、耐腐蚀、电性能优、可焊接等特点。...

AIN的作用：关于密集六角结构的A1N(a=0．3104，C=0．4965nm)与硅铁母相的析出方位关系。在2000个约1微米左右的针状A1N中，对用电子射线可明确分析的单晶中122个、冷轧后155个试样进行了调查。结果是，观察到大半的针状AIN似乎沿{100}Fe及{120}Fe为惯析面析出，但实际上，A1N与硅铁母相之间具有一定关系。关于晶界通过一个析出物时，其对移动的抑制力，如按Zener公式，一直用取决于形状、尺寸、体积比等因子的机械抑制力IR来进行讨论。从母相晶体与AIN之问的特殊析出位向关系出发，产生了新的抑制效果，在此，称之为选择抑制力。AIN对母相晶体之所以具有特定的析出位向关...

氮化铝的应用：应用于衬底材料，AlN晶体是GaN、AlGaN以及AlN外延材料的理想衬底。与蓝宝石或SiC衬底相比，AlN与GaN热匹配和化学兼容性更高、衬底与外延层之间的应力更小。因此，AlN晶体作为GaN外延衬底时可大幅度降低器件中的缺陷密度，提高器件的性能，在制备高温、高频、高功率电子器件方面有很好的应用前景。另外，用AlN晶体做高铝（Al）组份的AlGaN外延材料衬底还可以有效降低氮化物外延层中的缺陷密度，极大地提高氮化物半导体器件的性能和使用寿命。基于AlGaN的高质量日盲探测器已经获得成功应用。氮化铝室温下与水缓慢反应.可由铝粉在氨或氮气氛中800~1000℃合成，产物为白色到灰蓝...

氮化铝(AlN)综合性能相当优良，是当前具有高热传导性和出色的电绝缘特性这一有趣组合的先进陶瓷材料，这样得天独厚的优点使得业界对它的应用潜力十分看好。尽管氮化铝是当前材料科学界很炙手可热的材料之一，但其发展其实并不顺遂。尽管在1877年就已合成，但随后的100多年间其实都没什么实际应用，直到20世纪50年代，人们才成功制得氮化铝陶瓷，并作为耐火材料应用于纯铁、铝以及铝合金的熔炼。要发展氮化铝陶瓷，选对方向很关键。目前氮化铝陶瓷的制备工艺日趋成熟，应用范围也在不断扩大，尤其是进入21世纪后，人们对微电子技术的重视又为氮化铝材料的发展增添了不少筹码。利用氮化铝陶瓷能耐铁、铝等金属和合金的溶蚀性能，...

影响氮化铝陶瓷热导率的因素：致密度：根据氮化铝的热传导性能，低致密度的样品存在的大量气孔，会影响声子的散射，降低其平均自由程，进而降低氮化铝陶瓷的热导率。同时，低致密度的样品其机械性能也可能达不到相关应用要求。因此，高致密度是氮化铝陶瓷具有高热导率的前提。显微结构：氮化铝陶瓷的显微组织结构与其热力学性能有着一一对应，显微结构包括晶粒尺寸、形貌和晶界第二相的含量及分布等。实际的氮化铝陶瓷为多相组成的多晶体，它主要由氮化铝晶相、铝酸盐第二相（晶界相）以及气孔等缺陷组成。除了对氮化铝的晶格缺陷进行研究外，许多人还对氮化铝的晶粒、晶界形貌、晶界相的组成、性质、含量、分布、以及它们与热导率的关系进行了较...

随着电子和光电行业蓬勃发展，电子产品的功能越发，同时体积也越来越小，使集成电路(IC)和电子系统在半导体工业上也朝向高集成密度以及高功能化的方向发展。目前，封装基板材料主要采用氧化铝陶瓷或高分子材料，但随着对电子零件的承载基板的要求越来越严格，它们的热导率并不能满足行业的需求，而AlN因具有良好的物理和化学性能逐步成了封装材料的首要选择。氮化铝陶瓷室温比较强度高，且不易受温度变化影响，同时热导率高（比氧化铝高5-8倍）且热膨胀系数低，所以耐热冲击好，能耐2200℃的极热，是一种优良的耐热冲材料及热交换材料，作为热交换材料，可望应用于燃气轮机的热交换器上。氮化铝陶瓷基板具有导热效率高、力学性能好...

AlN陶瓷基片的烧结工艺：烧结助剂及其添加方式，烧结助剂主要有两方面的作用：一方面形成低熔点物相，实现液相烧结，降低烧结温度，促进坯体致密化；另一方面，高热导率是AlN基板的重要性能，而实际AlN基板中由于存在氧杂质等各种缺陷，热导率低于其理论值，加入烧结助剂可以与氧反应，使晶格完整化，进而提高热导率。常用的烧结助剂主要是以碱土金属和稀土元素的化合物为主，单元烧结助剂烧结能力往往很有限，通常要配合1800℃以上烧结温度、较长烧结时间及较多含量的烧结助剂等条件。烧结过程中如果只采用一种烧结助剂，所需要的烧结温度难以降低，生产成本较高。二元或多元烧结助剂各成分间相互促进，往往会得到更加明显的烧结效...

氮化铝材料有陶瓷型和薄膜型两种。氮化铝热导率高、绝缘性能好电阻率高达4x lUfs7,"cm.,热膨胀系数小(2.55一3.8U; x i0一“K一‘，化学性能稳定，在innU℃时才与空气发生氧化。在真空中可稳定到ISUU}}。致密型氮化铝是抗水的，几乎不与浓无机酸发生反应。密度为3.26gIcm3,熔点24UU C'弹性模量为3U( -- 31 f7C}Pa,抗弯强度为2sa一350MPa ,莫氏硬度为g.A1N陶瓷用粉末冶金法制得』氮化铝薄膜用反应溅射法制得。AlU陶瓷片川于大功率半导体集成电路和大功率的厚模电路,AIN薄膜用于薄膜器件的介质和耐磨、耐热、散热好的镀层。利用AlN陶瓷耐热耐...

随着电子和光电行业蓬勃发展，电子产品的功能越发，同时体积也越来越小，使集成电路(IC)和电子系统在半导体工业上也朝向高集成密度以及高功能化的方向发展。目前，封装基板材料主要采用氧化铝陶瓷或高分子材料，但随着对电子零件的承载基板的要求越来越严格，它们的热导率并不能满足行业的需求，而AlN因具有良好的物理和化学性能逐步成了封装材料的首要选择。氮化铝陶瓷室温比较强度高，且不易受温度变化影响，同时热导率高（比氧化铝高5-8倍）且热膨胀系数低，所以耐热冲击好，能耐2200℃的极热，是一种优良的耐热冲材料及热交换材料，作为热交换材料，可望应用于燃气轮机的热交换器上。氮化铝陶瓷作为耐火材料应用于纯铁、铝以及...

AlN自扩散系数小难以烧结，一般采用添加碱土金属化合物及稀土镧系化合物，通过液相烧结实现烧结致密化。烧结助剂能在烧结初期和中期明显促进AlN陶瓷烧结，并且在烧结的后期从陶瓷材料中部分挥发，从而制备纯度及致密化程度都较高的AlN陶瓷材料及制品。在此过程中，助烧剂的种类、添加方式、添加量等均会对AlN陶瓷材料及制品的结构与性能产生明显程度的影响。选择AlN陶瓷烧结助剂应遵循以下原则：能在较低的温度下与AlN颗粒表面的氧化铝发生共熔，产生液相，这样才能降低烧结温度；产生的液相对AlN颗粒有良好的浸润性，才能有效起到烧结助剂作用；烧结助剂与氧化铝有较强的结合能力，以除去杂质氧，净化AlN晶界；液相的流...

高性能氮化铝陶瓷取决于氮化铝粉体的质量，到目前为止，制备氮化铝粉体有氧化铝粉碳热还原法、铝粉直接氮化法、化学气相沉积法、自蔓延高温合成法等多种方法，各种方法都有其自身的优缺点。综合来看，氧化铝粉碳热还原法和铝粉直接氮化法比较成熟，是目前制备高性能氮化铝粉的主流技术，已经用于工业化大规模生产。氮化铝粉体制备的技术发展趋势主要表现在两个方面：一是进一步提升氮化铝粉体的性能，使之能够制造出更高热导率的氮化铝陶瓷产品；二是进一步提升氮化铝粉体批次生产稳定性，增大批生产量，降低生产成本。我国目前的高性能氮化铝粉基本依赖进口，不但价格高昂，而且随时存在原材料断供的风险。因此，实现高性能氮化铝粉制造技术的国...

影响氮化铝陶瓷热导率的因素：致密度：根据氮化铝的热传导性能，低致密度的样品存在的大量气孔，会影响声子的散射，降低其平均自由程，进而降低氮化铝陶瓷的热导率。同时，低致密度的样品其机械性能也可能达不到相关应用要求。因此，高致密度是氮化铝陶瓷具有高热导率的前提。显微结构：氮化铝陶瓷的显微组织结构与其热力学性能有着一一对应，显微结构包括晶粒尺寸、形貌和晶界第二相的含量及分布等。实际的氮化铝陶瓷为多相组成的多晶体，它主要由氮化铝晶相、铝酸盐第二相（晶界相）以及气孔等缺陷组成。除了对氮化铝的晶格缺陷进行研究外，许多人还对氮化铝的晶粒、晶界形貌、晶界相的组成、性质、含量、分布、以及它们与热导率的关系进行了较...

氮化铝(AlN)综合性能相当优良，是当前具有高热传导性和出色的电绝缘特性这一有趣组合的先进陶瓷材料，这样得天独厚的优点使得业界对它的应用潜力十分看好。尽管氮化铝是当前材料科学界很炙手可热的材料之一，但其发展其实并不顺遂。尽管在1877年就已合成，但随后的100多年间其实都没什么实际应用，直到20世纪50年代，人们才成功制得氮化铝陶瓷，并作为耐火材料应用于纯铁、铝以及铝合金的熔炼。要发展氮化铝陶瓷，选对方向很关键。目前氮化铝陶瓷的制备工艺日趋成熟，应用范围也在不断扩大，尤其是进入21世纪后，人们对微电子技术的重视又为氮化铝材料的发展增添了不少筹码。提高氮化铝陶瓷热导率的途径：加入适当的烧结助剂，...

热压烧结：即在一定压力下烧结陶瓷，可以使加热烧结和加压成型同时进行。无压烧结：常压烧结氮化铝陶瓷一般温度范围为1600-2000℃，适当升高烧结温度和延长保温时间可以提高氮化铝陶瓷的致密度。微波烧结：微波烧结也是一种快速烧结法，利用微波与介质的相互作用产生介电损耗而使坯体整体加热的烧结方法。放电等离子烧结：融合等离子活化、热压、电阻加热等技术，具有烧结速度快，晶粒尺寸均匀等特点。自蔓延烧结：即在超高压氮气下利用自蔓延高温合成反应直接制备AlN陶瓷致密材料。但由于高温燃烧反应下原料中的Al易熔融而阻碍氮气向毛坯内部渗透， 难以得到致密度高的AlN陶瓷。以上5中烧结工艺中，热压烧结是目前制备高热导...

提高氮化铝陶瓷热导率的途径：选择合适的烧结工艺，热压烧结：热压烧结是指在机械压力和温度同时作用下，对粉料进行烧结获得致密块体的过程。热压烧结可以使加热烧结和加压成型同时进行。在高温下坯体持续受到压力作用，粉末原料处于热塑性状态，有利于物质的扩散和流动，并且外加压力抵消了形变阻力，促进了粉末颗粒之间的接触。热压烧结可以降低氮化铝陶瓷的烧结温度，而且不用烧结助剂也能使氮化铝烧结致密，且除氧能力强，但是缺点是设备昂贵，而且只能制备形状简单的样品。氮化铝陶瓷具有高热导率、好的抗热冲击性、高温下依然拥有良好的力学性能。深圳耐温氮化铝粉体商家氮化铝(AlN)综合性能相当优良，是当前具有高热传导性和出色的电...

氧杂质对热导率的影响：AIN极易发生水解和氧化，使氮化铝表面发生氧化，导致氧固溶入AIN晶格中形成铝空位缺陷，这样就会导致声子散射增加，平均自由程降低，热导率也随之降低。因此，为了提高热导率，加入合适的烧结助剂来除去晶格中的氧杂质是一种有效的办法。氮化铝陶瓷的烧结的关键控制要素：AlN是共价化合物，原子的自扩散系数小，键能强，导致很难烧结致密，其熔点高达3000℃以上，烧结温度更是高达1900℃以上，如此高的烧结温度严重制约了氮化铝在工业上的实际应用。此外，AlN表层的氧杂质是在高温下才开始向其晶格内部扩散的，因此低温烧结还有另外一个作用，即延缓烧结时表层的氧杂质向AlN晶格内部扩散，减少晶格...

提高氮化铝陶瓷热导率的途径：加入适当的烧结助剂，引入添加剂主要有两方面的作用：促进氮化铝陶瓷致密化。氮化铝是共价化合物，具有熔点高、自扩散系数小的特点，一般难以烧结致密，使用添加剂可以在较低温度产生液相，润湿晶粒，从而达到致密化。净化晶格。氮化铝低氧有很强的亲和力，晶格中经常固溶了氧，产生铝空位，降低了声子的平均自由程，热导率也因此降低。合适的添加剂可以有效与晶格中氧反应生成第二相，净化晶格，提高热导率。大量的研究表明，稀土金属氧化物和氟化物、碱土金属氧化物和氟化物等均可以作为助烧剂提高氮化铝的热导率。但添加剂的量应适当，过多会增加杂质含量，从而影响热导率；过少又起不到烧结助剂的作用。复合助剂...

氮化铝粉体的合成方法：自蔓延高温合成法：该方法为铝粉的直接氮化，充分利用了铝粉直接氮化为强放热反应的特点，将铝粉于氮气中点然后，利用铝和氮气之间的高化学反应热使反应自行维持下去，合成AlN。其反应式与Al粉直接氮化法相同，即为2Al＋Ｎ2→2AlN。化学气相沉积法：利用铝的挥发性化合物与氮气或氨气反应，从气相中沉淀析出氮化铝粉末；根据选择铝源的不同，分为无机物（卤化铝）和有机物（烷基铝）化学气相沉积法。该工艺存在对设备要求较高，生产效率低，采用烷基铝为原料会导致成本较高，而采用无机铝为原料则会生成腐蚀性气体，所以目前还难以进行大规模工业化生产。氮化铝是高温和高功率的电子器件的理想材料。舟山多孔...

氮化铝的热传导机理：热导率，也即导热系数，作为衡量物质导热能力的量度，是导热材料很重要的性质之一。AIN属于共价化合物，其分子内部没有可自由移动的电子，因此热量的传递是以晶格振动这种形式来实现的，这种方式叫“声子传热”。晶体内部温度高的部分能量大，温度低的部分能量小，能量通过声子之间互相作用，从高能量向低能量发生传递，能量的迁移导致热量的传导。可以看到，把晶格内部的原子看成小球，这些小球之间彼此由弹簧（共价键）连接起来，从而每个原子的振动都要牵动周围的原子，使振动以弹性波的形式在晶体中传播。这种晶格振动产生的能量量子，即“声子”，声子相互作用使振动传递，从而使能量迁移，传导热量。氮化铝还具有良...

AlN陶瓷金属化的方法主要有：薄膜金属化（如Ti/Pd/Au）、厚膜金属化（低温金属化、高温金属化）、化学镀金属化（如Ni）、直接覆铜法（DBC）及激光金属化。薄膜金属化法采用溅射镀膜等真空镀膜法使膜材料和基板结合在一起，通常在多层结构基板中，基板内部金属和表层金属不尽相同，陶瓷基板相接触的薄膜金属应该具有反应性好、与基板结合力强的特性，表面金属层多选择电导率高、不易氧化的金属。由于是气相沉积，原则上任何金属都可以成膜，任何基板都可以金属化，而且沉积的金属层均匀，结合强度高。但薄膜金属化需要后续图形化工艺实现金属引线的图形制备，成本较高。氮化铝具有六方纤锌矿晶体结构，具有密度低、强度高、耐热性...