一种复合金属粉末材料制备方法及其设备技术

本发明专利技术提供了一种复合金属粉末材料制备方法及其设备，包括以下步骤：第一步，选择原材料；第二步，复合处理：将至少两根金属丝经过电弧爆炸后形成金属粉末，金属粉末进入至射频感应温度高达5000℃以上的氮等离子体高温区，变成熔融态粉末、气态金属，氮等离子体和熔融态粉末、气态金属发生碰撞、渗透、结合生成金属氮化物；第三步，冷却收集。本发明专利技术用金属丝材与氮等离子体氮化合成金属氮化物粉末，通过高温恒温合成塔持续氮化和粉末球化等多工艺过程，使产品制备高效率短流程低成本；采用多功能模块一体化设计，自动化程度高能耗低；本发明专利技术制备出的金属氮化物满足作为半导体高导热封装材料以及组装大型集成电路所需的陶瓷基板材料的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种复合金属粉末材料制备方法及其设备
本专利技术涉及复合金属粉末材料，特别是一种复合金属粉末材料制备方法及其设备。
技术介绍
随着电子技术产业的迅速发展，集成电路的散热困扰问题日益突出，由于高纯度的氮化物的各个性能优异，如：氮化铝具有高热导性（高纯氮化铝单晶的热导率高达319W/m•k、高熔点、高温绝缘性、优良介电性能、与半导体相匹配的膨胀性能等优点，成为优良的半导体高导热封装材料和组装大型集成电路所需高性能陶瓷基板材料；氮化铝还是超宽禁带的性能优良下一代半导体材料，因此金属氮化物的生产技术和市场前景广阔。目前，上述原材料的氮化铝粉体的合成方法主要有：铝粉直接氮化法、氧化铝碳热还原法、高温自蔓延高温法、化学气相沉积等。铝粉直接氮化法由于氮化温度大于800℃，而铝的熔点660℃开始熔化和团结，造成氮的渗透反应受阻，氮化铝转化效率低，粉末硬团聚，需要后续球磨分散，粉末非球形，产品品质差；高温自蔓延高温法虽生产效率高但产品品质有铝粉直接氮化法同样问题；氧化铝碳热还原法生产氮化铝粉末，产品品质较好，但反应合成温度高、时间长、能耗大、且碳含量较高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合金属粉末材料制备方法，其特征在于， 包括以下步骤：/n第一步，选择原材料：采用纯度为99%以上的金属丝；/n第二步，复合处理：将第一步中的至少两根金属丝经过电弧爆炸后形成金属粉末，金属粉末进入至射频感应温度高达5000℃以上的氮等离子体高温区，金属粉末变成熔融态粉末、气态金属，氮等离子体和熔融态粉末、气态金属发生碰撞、渗透、结合，生成金属氮化物；/n第三步，冷却收集：将金属氮化物进行冷却收集，得到金属氮化物粉末材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合金属粉末材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，选择原材料：采用纯度为99%以上的金属丝；
第二步，复合处理：将第一步中的至少两根金属丝经过电弧爆炸后形成金属粉末，金属粉末进入至射频感应温度高达5000℃以上的氮等离子体高温区，金属粉末变成熔融态粉末、气态金属，氮等离子体和熔融态粉末、气态金属发生碰撞、渗透、结合，生成金属氮化物；
第三步，冷却收集：将金属氮化物进行冷却收集，得到金属氮化物粉末材料。


2.根据权利要求1所述的复合金属粉末材料制备方法，其特征在于：第三步还包括：在冷却收集前对熔融态粉末、气态金属持续氮化，生成的金属氮化物随氮等离子体气流进入高温恒温合成塔，在氮气气氛下持续氮化和球化，持续氮化后进行冷却收集。


3.根据权利要求2所述的复合金属粉末材料制备方法，其特征在于：所述持续氮化的温度为900-2000℃。


4.根据权利要求1-3任一项所述的复合金属粉末材料制备方法，其特征在于：所述第二步中的金属丝经过电弧爆炸后粉碎生成超细金属粉末、亚微米金属粉末或纳米金属粉末。


5.根据权利要求4所述的复合金属粉末材料制备方法，其特征在于：所述电弧爆炸过程中，电弧功率为50-80KW，双金属丝给进速率为300-8...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利民，
申请(专利权)人：湖南讵太智慧新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43