低温烧结高导热氮化硅陶瓷粉体、陶瓷制备方法及应用技术

本发明专利技术提供一种低温烧结高导热氮化硅陶瓷粉体、陶瓷制备方法及其应用，该陶瓷粉体包括氮化硅陶瓷和镁硅合金组合物，其中氮化硅陶瓷的质量百分比为85％<氮化硅陶瓷<100％，镁硅合金组合物的质量百分比为0％<镁硅合金组合物<15％。采用镁硅合金组合物取代传统的氧化镁等氧化物烧结助剂，利用了镁硅合金低熔点特性，在较低的烧结温度下实现了液相烧结。利用金属镁的高活性，镁与氮化硅表面的氧化硅反应，夺去氧，露出新鲜的氮化硅表面参与烧结，提升烧结活性。通过在氮气气氛烧结，多余的镁硅烧结助剂会与氮气反应形成氮化硅、镁硅氮等物质非氧化物质，降低晶界处的氧化物杂质含量，有效提升氮化硅陶瓷的热导传热性能。

【技术实现步骤摘要】
低温烧结高导热氮化硅陶瓷粉体、陶瓷制备方法及应用
本专利技术涉及先进结构陶瓷
，具体涉及一种低温烧结高导热氮化硅陶瓷粉体、陶瓷制备方法及其应用。
技术介绍
氮化硅(Si3N4)是一种性能优异的高温高强度结构陶瓷，具有良好的室温及高温机械性能，强度高、耐磨损、抗热震、抗化学腐蚀，能够广泛应用于航空、机械、化工等领域。特别是其β相的氮化硅具有超过170w/m.k的热导率，特别适合作为高端IGBT散热基板使用。但氮化硅(Si3N4)的化合价是以强共价键为主，烧结驱动力小，传统固相烧结难以将其烧结致密。针对氮化硅(Si3N4)陶瓷烧结，研究人员开发了采用添加烧结助剂，然后采用常压烧结方法、气压烧结方法和反应烧结等烧结方法实现烧结。传统的烧结助剂为氧化钇、氧化镁、氧化铝等氧化物材料，该类烧结助剂本身的熔点高于1700℃，导致其形成液相温度很高，烧结动力不足；另外氧化钇等氧化物材料在烧结温度下，不具挥发也不会生成氮化物相，烧结后作为杂质第二相残余在晶界处，阻碍了声子振动，从而降低了热导率，不利于提升散热基板的导热性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.低温烧结高导热氮化硅陶瓷粉体，其特征在于：陶瓷粉体包括氮化硅和镁硅合金组合物，其中氮化硅的质量百分比为85％<氮化硅<100％，镁硅合金组合物的质量百分比为0％<镁硅合金组合物<15％，通过镁硅合金组合物的镁在烧结过程中去除氮化硅陶瓷粉体表面的氧化层，提升陶瓷烧结活性。/n

【技术特征摘要】
1.低温烧结高导热氮化硅陶瓷粉体，其特征在于：陶瓷粉体包括氮化硅和镁硅合金组合物，其中氮化硅的质量百分比为85％<氮化硅<100％，镁硅合金组合物的质量百分比为0％<镁硅合金组合物<15％，通过镁硅合金组合物的镁在烧结过程中去除氮化硅陶瓷粉体表面的氧化层，提升陶瓷烧结活性。


2.根据权利要求1所述的低温烧结高导热氮化硅陶瓷粉体，其特征在于：镁硅合金组合物氧含量低于2.5％。


3.根据权利要求2所述的低温烧结高导热氮化硅陶瓷粉体，其特征在于：镁硅合金组合物中金属硅质量百分比为31.5％～36.5％。


4.根据权利要求3所述的低温烧结高导热氮化硅陶瓷粉体，其特征在于：氮化硅的D50为0.3μm～1.0μm，镁硅合金组合物的D50为1.0μm～5μm。


5.低温烧结高导热氮化硅陶瓷，其特征在于：使用权利要求1～4所述的任一权利要求的低温烧结高导热氮化硅陶瓷粉体制备得到。


6.低温烧结高导热氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将质量百分比为85％...

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛，雒文博，温兵，赵立宏，
申请(专利权)人：深圳市精而美精密陶瓷科技有限公司，周涛，
类型：发明
国别省市：广东;44