一种添加碳化硅的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添加碳化硅的高导热氮化硅陶瓷材料及其制备方法，将粉末粒度均≤1μm的氮化硅粉末、氧化镁粉末、稀土氧化物粉末和碳化硅粉末依次加入球磨机中，添加成型剂，以无水乙醇为介质球磨混合10～20h，经过喷雾造粒、致密化成型、高温脱胶和高温及高压氮气气氛压力烧结，得到高热导率的氮化硅陶瓷材料。本发明专利技术掺杂组分碳化硅在高温和高压氮气作用下Si

【技术实现步骤摘要】
一种添加碳化硅的高导热氮化硅陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种陶瓷材料制备
，尤其涉及一种高热导氮化硅陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]氮化硅陶瓷具有高强度、高韧性、热膨胀系数小、耐高温、耐腐蚀、化学性能稳定等特点，是综合性能最好的结构陶瓷材料，虽然目前氮化硅陶瓷热导率较低，但氮化硅单晶的理论热导率高达300W/m/K，所以通过配方及工艺设计优化，热导率存在极大的提升空间，这使得氮化硅陶瓷成为一种极具潜力的高导热、高强度半导体电子器件导热基板材料。但是，由于Si3N4陶瓷晶粒中存在空位、位错、杂质原子，间隙原子，低导热第二相、气孔、晶界等，其实际的热导率远低于理论值。通常认为Si3N4晶格中存在氧原子，Si
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O键取代Si
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N键，为保持材料电中性，材料中会产生硅空位，引起晶格畸变，降低热传导中的声子平均自由程，从而降低材料热导率。因此降低氮化硅晶格氧含量是提高氮化硅热导率的关键。
[0003]氮化硅陶瓷为强共价键化合物，原子扩散速率低，且常压下1900℃下氮化硅分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种添加碳化硅的高导热氮化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤(1)将粉末粒度均≤1μm的氮化硅粉末、氧化镁粉末、稀土氧化物粉末和碳化硅粉末依次加入球磨机中，其中氮化硅粉末和碳化硅粉末总含量为90wt％～97wt％，其中碳化硅粉末含量为1wt％～10wt％；氧化镁粉末含量为1.5wt％
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8wt％，稀土氧化物粉末含量为0.6wt％
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5wt％；添加成型剂，以无水乙醇为介质进行球磨混合10
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20h，出浆，过筛60目；步骤(2)将过筛后所得浆料进行喷雾干燥造粒，过80～120目筛，得到造粒料；步骤(3)将过筛后所得的造粒料采用模压成型或冷等静压成型方式进行材料致密化成型，得到氮化硅陶瓷生坯；步骤(4)将所得氮化硅陶瓷生坯进行高温脱胶，脱胶温度400℃～650℃，脱胶时间为10h；步骤(5)将所得脱胶生坯在气氛压力烧结炉烧结，烧结温度1750℃～1950℃，保温时间2～10h，气氛为高纯氮气，氮气压力为1～10MPa，得到高导热氮化硅陶瓷材料；所述稀土氧化物至少为氧化钇、氧化镧、氧化镱中的一种。2.如权利要求1所述的一种添加碳化硅的高导热氮化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述球磨机的球磨桶内衬及磨介球均为氮化硅材质。3.如权利要求1或2所述的一种添加碳化硅的高导热氮化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李县辉，曹嘉诚，于琦，董宾宾，屈晶晶，蒋育曈，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：