一种高导热氮化硅陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高导热氮化硅陶瓷材料及其制备方法，所述氮化硅陶瓷材料的原料组成包括α‑Si

【技术实现步骤摘要】
一种高导热氮化硅陶瓷材料及其制备方法
本专利技术涉及一种高热导率(即高导热)氮化硅陶瓷材料及其制备方法，具体涉及一种以稀土金属氧化物和金属镁粉作为烧结助剂并通过气压烧结制备高热导率Si3N4陶瓷材料的方法，属于无机非金属材料领域。
技术介绍
大功率半导体器件在风力发电、光伏发电、电动汽车、高速铁路、航空航天等领域的应用越来越广泛。半导体器件中陶瓷基板主要起到支撑和散热的功能，这要求基板材料具有优异的力学性能和较高的热导率，目前应用的陶瓷基板材料主要有氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)陶瓷。半导体电子电力器件正沿着高功率化、小型化、集成化、高功率密度方向发展，对基板材料的要求越来越严苛。Al2O3热导率低，AlN力学性能差可靠性低，这限制了二者在高端电子电力器件中的应用。氮化硅(Si3N4)陶瓷具有优异的机械性能、较高的电阻率、与Si较匹配的热膨胀系数。并且β-Si3N4理论热导率高达200～320W·m-1·K-1，这使得Si3N4陶瓷成为一种极具应用潜力的大功率电子电力器件基板材料。氮化硅陶瓷具有强共价键，通常需要添加烧结助剂借助本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化硅陶瓷材料，其特征在于，所述氮化硅陶瓷材料的原料组成包括α-Si

【技术特征摘要】
1.一种氮化硅陶瓷材料，其特征在于，所述氮化硅陶瓷材料的原料组成包括α-Si3N4和烧结助剂；所述烧结助剂为稀土金属氧化物和金属镁；所述稀土金属氧化物为Y2O3、Yb2O3、Gd2O3、Ce2O3、Sm2O3、La2O3、Tm2O3、Lu2O3、Nd2O3、Er2O3和Sc2O3中的至少一种，所述金属镁为单质Mg。


2.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷材料，其特征在于，所述烧结助剂的总含量为1～25mol%。


3.根据权利要求2所述的氮化硅陶瓷材料，其特征在于，所述稀土金属氧化物的含量为0.5～5mol%；所述单质Mg的含量为0.5～20mol%。


4.根据权利要求3所述的氮化硅陶瓷材料，其特征在于，所述稀土金属氧化物和单质Mg的摩尔比为1:20～10:1，优选为1:10～5:1。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的氮化硅陶瓷材料，其特征在于，所述氮化硅陶瓷材料的热导率为77.56～130.20W·m-1·K-1，抗弯强度为605～1021MPa。


6.一种如权利要求1-5中任一项所述的氮化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括：
将氮化硅粉和烧结助剂混合，得...

【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，上海硅酸盐研究所中试基地，
类型：发明
国别省市：上海;31