The invention relates to a method for preparing high thermal conductivity silicon nitride ceramics, which includes: mixing alpha Si3N4 powder and sintering additive evenly, pressing and forming the green body; sintering the green body in inert atmosphere at 1780 ~1950 ~C by air pressure, then cooling it to room temperature to obtain the silicon nitride ceramics; the sintering additive is composed of silicide and alkaline earth metal oxides, and the sintering additive is composed of silicide and alkaline earth metal oxides. The ratio of a_Si3N4 powder to the sintering additive is (90 mol%:10 mol%) to (99 mol%:1 mol%).
【技术实现步骤摘要】
一种制备高热导率氮化硅陶瓷的方法
本专利技术涉及一种高热导率氮化硅陶瓷材料的制备方法，属于无机非金属材料领域。
技术介绍
随着半导体器件向集成化、小型化、大功率化方向发展，器件散热成为了其重要技术瓶颈之一。而解决散热问题很大程度上依赖于器件中陶瓷基板的性能。目前常用的陶瓷散热基板有氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)、氧化铍(BeO)等。其中Al2O3陶瓷热导率最低，而且其膨胀系数与硅元件相差大；AlN和BeO的导热性最好，但是BeO粉末有剧毒；AlN的力学能较差；SiC陶瓷绝缘程度低并且介电损耗大。因此限制了这三种陶瓷的应用。氮化硅陶瓷作为一种传统结构陶瓷，具有高强度，高断裂韧性，良好的抗热震性等优异的力学性能。但是，长期以来，人们普遍认为氮化硅陶瓷是一种热导率只有20～40W/(m·K)的低热导率材料。1995年，Haggerty等人从经典固体传输理论计算得出β-Si3N4晶体的热导率可高达320W/(m·K)，其后Hirosaki等人[4]采用分子动力学方法计算得到β-Si3N4的a轴和c轴的热导率分别为170和450W/(m·K)。这些...
【技术保护点】
1.一种制备氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，包括：将α‑Si3N4粉体和烧结助剂混合均匀，压制成型制得坯体；将所述坯体在惰性气氛下于1780℃～1950℃进行气压烧结，然后冷却至室温，得到所述氮化硅陶瓷；所述烧结助剂由硅化物和碱土金属氧化物组成，所述α‑Si3N4粉体与所述烧结助剂的比例为（90mol%:10mol%）～（99mol%:1mol%）。
【技术特征摘要】
1.一种制备氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，包括：将α-Si3N4粉体和烧结助剂混合均匀，压制成型制得坯体；将所述坯体在惰性气氛下于1780℃～1950℃进行气压烧结，然后冷却至室温，得到所述氮化硅陶瓷；所述烧结助剂由硅化物和碱土金属氧化物组成，所述α-Si3N4粉体与所述烧结助剂的比例为（90mol%:10mol%）～（99mol%:1mol%）。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述α-Si3N4粉体与所述烧结助剂的比例为（90mol%:10mol%）～（95mol%:5mol%）。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述硅化物为CaSi2、TiSi2、VSi2、CrSi2、ZrSi2、NbSi2、TaSi2、MoSi2、WSi2中的至少一种；所述碱土金属氧化物为MgO、CaO、BaO中的一种。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述烧结助剂中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾宇平，王为得，左开慧，夏咏锋，姚冬旭，尹金伟，梁汉琴，
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：上海,31
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