自蔓延高温合成氮化硅镁粉体的制备方法技术

一种自蔓延高温合成氮化硅镁（ＭｇＳｉＮ↓［２］）粉体的制备方法，属于陶瓷材料制备领域。本发明专利技术是由镁粉与氮化硅粉按摩尔比３．０～４．０∶１混合，或加入少量卤化物添加剂，在１～１０ＭＰａ的氮气或者氮气与氢气（９５～９８％∶５～２％）的混合气中反应制备的。在生产过程中，不需预先压块，反应是在碳毡制的直立环状筒或盘状容器中进行。本发明专利技术采用自蔓延高温合成工艺，与文献报道相比，不仅具有无环境污染、能耗低、适合工业大规模生产的优点，而且合成产物的纯度高，氧含量可控制为＜０．５％，适用于制备高强度、高导热氮化硅和氮化铝陶瓷基板材料和微电子封装材料的添加剂等。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种合成MgSiN2粉体的制备方法，更确切地说是提供一种以氮化硅和镁粉为原料，通过自蔓延高温合成的方法(SHS)制备氮化硅镁(MgSiN2)粉体的方法。属于非氧化物超细粉体制备领域。
技术介绍
在半导体芯片数愈来愈多、布线和封装密度愈来愈高的功率电路中，电路密度和功能的不断提高已经导致电路工作温度不断上升，热效应显得更为严重。通过衬底进行散热是一种最好的热处理方法，这是消除热效应的基础，为此研究高热导率衬底材料是解决电路散热问题的最有效途径。作为封状材料和散热基片AlN和Si3N4常用烧结助剂为碱土和稀土氧化物，但这样常常会引入对热导起危害作用的氧，因此近年来，非氧化物烧结助剂开始引起人们的广泛关注。MgSiN2与AlN具有十分相似的结构，具有较高的理论热导率、较低的介电常数，具备作为陶瓷基片的基本条件，有较大的开发研制的潜力。日本的研究人员还采用氮化硅镁粉体作为氮化硅陶瓷的烧结助剂，常规烧结致密的氮化硅陶瓷的热导率可达到140Wm-1K-1，与氮化硅的理论值400Wm-1K-1还有很大的距离，表明还有很大的发展空间。要获得高性能的散热材料，首先要制备出性能优异本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＭｇＳｉＮ↓［２］粉体的合成方法，包括配料、混合和氮化工艺过程，其特征在于：（１）以α－Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］粉末和镁粉为原料，按Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］和Ｍｇ的摩尔比为３．０～４．０∶１均匀混合；（２）将步骤（１）的混合 均匀的反应混合物，以粉末形式按０．６５～１．２８ｇ／ｃｍ↑［３］的松装密度装入碳毡制的容器中，然后装入高压容器中进行自蔓延高压合成；反应气体压力为１～１０ＭＰａ，反应时间为２～１０分钟；合成后自然冷却。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭桂花，江国建，李文兰，张宝林，庄汉锐，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]