System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种低氧含量高α相氮化硅粉的制备方法技术_技高网

一种低氧含量高α相氮化硅粉的制备方法技术

技术编号:42636620 阅读:48 留言:0更新日期:2024-09-06 01:35
本发明专利技术公开一种以高氧含量硅粉为原料制备低氧含量高α相氮化硅粉体的方法,原料配方包括高氧含量硅粉、氮化硅粉稀释剂和氧含量调控剂,原料经过称重、混匀后,通过燃烧合成法制备氮化硅粉体,所使用高氧含量硅粉原料的氧含量为2%‑8%,粒径范围1μm‑5μm,使用的氧含量调控剂为三聚氰胺,所得到产物氮化硅陶瓷粉体的氧含量控制在1%以下,α相含量在90%以上,本发明专利技术使用低成本、高氧含量光伏废硅粉作为原料,通过低成本、短周期的燃烧合成方法,制备低氧含量高α相氮化硅粉体,降低了低氧含量高α相氮化硅粉体的生产成本,具有重要的经济价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷粉体材料领域,具体涉及一种低氧含量高α相氮化硅粉的制备方法


技术介绍

1、随着集成电路领域的发展,电路的集成度和集成功率呈指数级提高,对封装芯片基板的抗弯强度、稳定性和散热能力的要求也随之提高。氮化硅陶瓷基板具有高强度、高硬度、高热导率以及优异的介电性能等一系列特点,通过对其理论计算发现,在a轴和c轴方向上的热导率有着取向性,其中α相氮化硅单晶沿a轴的热导率为105w/(m·k)、沿c轴的热导率为225w/(m·k),β相氮化硅单晶沿a轴的热导率为170w/(m·k)、沿c轴的热导率为450w/(m·k),并且还有着优异的抗热冲击性能、与硅相近的热膨胀系数(3.0×10-6k-1)等优点,因此氮化硅被视为制备高热导率基板的理想材料。对于制备抗弯强度大且热导率高的氮化硅陶瓷基板,氮化硅粉体材料不仅要求纯度高,还要满足低氧、高α相等指标。因为这些指标都会直接决定基板中的杂质、缺陷(气孔、晶格氧)以及晶界尺寸,从而进一步影响到陶瓷基板的热导率和强韧性。

2、已有专利(cn 114409414 a)公开了一种以高氧含量硅粉为原料制备高纯氮化硅粉体的方法。该方法采用燃烧合成法或硅粉氮化工艺制备,成功制备了氧含量在2%以下的氮化硅粉体,需要明确的是,使用燃烧合成方法制备氮化硅粉时,不仅反应压力较大(6mpa),制备成本较高,而且使用了大量的(6%-15%)有毒污染环境的卤化氨添加剂,对环境和制备成本带来压力;使用硅粉氮化工艺制备氮化硅粉时,升温速率慢、保温时间长(48h),导致制备周期大幅提高,制备成本居高不下。因此如何在降低生产周期、制备成本和环境污染的同时,制备出低氧含量高α相的氮化硅粉体仍是一个技术挑战。


技术实现思路

1、本专利技术公布一种低氧含量高α相氮化硅粉的制备方法,以低成本、高氧含量的光伏废硅粉为原料,通过燃烧合成的方法,以微量三聚氰胺作为氧含量调控剂,制备出了低氧含量高α相氮化硅粉,降低了生产成本,解决了高α相氮化硅粉氧含量高的问题。

2、一种低氧含量高α相氮化硅粉体的制备方法,包括以下步骤:将高氧含量的光伏废硅粉、氮化硅粉稀释剂和氧含量调控剂三聚氰胺按一定比例称量、混匀后,将其松散的放置在模具中,在氮气气氛下,通过引燃钛粉的方式启动燃烧合成反应,反应结束后即可得到低氧含量高α相氮化硅粉。

3、所述硅粉和氮化硅粉稀释剂质量百分比为:硅粉36.75%-46.88%,氮化硅粉稀释剂51.94%-62.34%,氧含量调控剂三聚氰胺添的质量百分比为0.25%-2%,且所有原料质量之和为100%。

4、所述高氧含量光伏废硅粉的粒径为1μm-5μm。

5、所述反应气氛为氮气,氮气压力为2mpa-4mpa。

6、所述氮化硅粉稀释剂的氧含量为0.8%-1%,α相含量为91%-95%。

7、本专利技术以低成本、高氧含量的光伏废硅作为原料,以氮化硅粉作为稀释剂,以三聚氰胺作为氧含量调控剂,燃烧合成得到低氧含量高α相氮化硅粉,通过对组分比例和压力的调控,大幅降低了燃烧速率和最大反应温度,抑制α相氮化硅在高温下转化为β相氮化硅,通过对三聚氰胺的调控,三聚氰胺热分解产生的一氧化碳等产物,促使原料光伏废硅中的氧杂质在反应过程下转化为气相挥发,降低了产物中的氧含量,并且增加了气相一氧化硅,提高了α相含量。在降低生产成本和缩短制备周期的同时,将氮化硅的氧含量降低到1%以下,α相提高到90%以上。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.以高氧含量光伏废硅粉为原料,通过燃烧合成方法制备低氧含量高α相氮化硅粉体的方法,其特征在于,原料配方包括高氧含量硅粉、氮化硅粉稀释剂和氧含量调控剂,原料经过称重、混匀后,通过燃烧合成法制备氮化硅粉体,所使用高氧含量硅粉原料的氧含量为2%-8%,使用的氧含量调控剂为三聚氰胺,该方法获得的氮化硅粉体中氧含量在1%以下,α相含量在90%以上。

2.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述硅粉和氮化硅粉稀释剂质量百分比为:硅粉36.75%-46.88%,氮化硅粉稀释剂51.94%-62.34%,氧含量调控剂三聚氰胺添的质量百分比为0.25%-2%,且所有原料质量之和为100%。

3.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述硅粉的粒径范围为1μm-5μm。

4.根据权利要求1的方法,其特征在于,反应气氛为氮气,氮气压力为2MPa-4MPa。

5.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述氮化硅粉稀释剂的氧含量为0.8%-1%,α相含量为91%-95%。

【技术特征摘要】

1.以高氧含量光伏废硅粉为原料,通过燃烧合成方法制备低氧含量高α相氮化硅粉体的方法,其特征在于,原料配方包括高氧含量硅粉、氮化硅粉稀释剂和氧含量调控剂,原料经过称重、混匀后,通过燃烧合成法制备氮化硅粉体,所使用高氧含量硅粉原料的氧含量为2%-8%,使用的氧含量调控剂为三聚氰胺,该方法获得的氮化硅粉体中氧含量在1%以下,α相含量在90%以上。

2.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述硅粉和氮化硅粉稀释剂质量百分比为:硅粉36.75%-...

【专利技术属性】
技术研发人员:贺刚许城志杨蕾胡章贵
申请(专利权)人:天津理工大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1