一种氮化铝陶瓷及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及陶瓷材料技术领域，具体涉及一种氮化铝陶瓷及其制备方法和应用，该氮化铝陶瓷，包括氮化铝混料和金刚石，氮化铝混料包括氮化铝和氧化钇，其中，氮化铝混料和金刚石的质量比为(12～18):(1.6～4)，氧化钇的质量含量为氮化铝混料总质量的1％～5％。本发明专利技术提供的氮化铝陶瓷，在特定的含量占比下，利用氧化钇和金刚石同时作为烧结添加剂，一方面利用氧化钇与氧化铝反应生成钇铝酸盐液相，达到促进样品的致密化，净化氮化铝晶格，提高热导率的目的；另一方面利用金刚石改善氧化钇与氧化铝反应生成的二次相问题，同时金刚石自身具有极高的热导率、良好的绝缘性与力学性能，可进一步提升陶瓷制品的整体性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷材料，具体涉及一种氮化铝陶瓷及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着电子产品多功能化、智能化以及小型化，电子基板的集成化程度越来越高，器件运行时内部产生的大量热量难以在短时间内散失，电子器件长时间在高温下运行，不仅会影响正常工作，甚至会缩短使用寿命，因此亟需高散热基板来解决这一难题。氮化铝陶瓷因其高热导率、低介电常数、低介电损耗、与硅等半导体材料相匹配的线膨胀系数、高绝缘性、高机械强度等优点而备受关注，成为绝缘散热封装材料和半导体基板材料的首选。

2、但氮化铝陶瓷在制备过程中也存在一些问题：1)由于氮化铝为强共价化合物，自扩散系数小，自身熔点高等特点而使其难以烧结致密；2)由于表面氧化膜的存在，其中氧原子容易固溶到氮化铝晶格并产生铝空位，从而使声子散射加剧，降低氮化铝的导热性能。基于此，目前广泛使用添加烧结助剂或组分掺杂的方法获得高热导率的陶瓷。常用的烧结助剂为稀土或碱土的氧化物和氟化物(如y2o3、yf3、cao、caf2等)，低熔点烧结助剂自身熔融产生液相或与氮化铝表面的氧化铝反应产生液相，加速传质，达到降低致密化所需温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氮化铝陶瓷，其特征在于，包括氮化铝混料和金刚石，氮化铝混料包括氮化铝和氧化钇，其中，氮化铝混料和金刚石的质量比为(12～18):(1.6～4)，氧化钇的质量含量为氮化铝混料总质量的1％～5％。

2.根据权利要求1所述的氮化铝陶瓷，其特征在于，氮化铝混料和金刚石的质量比为(12～18):(2.4～3.2)；氮化铝粉末的粒径D50为1μm～3μm，氧化钇粉末的粒径D50为1μm～3μm。

3.一种氮化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的氮化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤S1至步骤S4的压制压力均为30～40Mp...

【技术特征摘要】

1.一种氮化铝陶瓷，其特征在于，包括氮化铝混料和金刚石，氮化铝混料包括氮化铝和氧化钇，其中，氮化铝混料和金刚石的质量比为(12～18):(1.6～4)，氧化钇的质量含量为氮化铝混料总质量的1％～5％。

2.根据权利要求1所述的氮化铝陶瓷，其特征在于，氮化铝混料和金刚石的质量比为(12～18):(2.4～3.2)；氮化铝粉末的粒径d50为1μm～3μm，氧化钇粉末的粒径d50为1μm～3μm。

3.一种氮化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的氮化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤s1至步骤s4的压制压力均为30～40mpa，压制时间均为5～10min；步骤s1至步骤s4中，金刚石层的总厚度为0.4mm～1mm，混层的总厚度为1.6mm～2.4mm。

5.根据权利要求3所述的氮化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤s4中，还包括在素坯的两侧铺设氮化硼粉末。

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【专利技术属性】
技术研发人员：徐志刚，何开平，薛磊，王传彬，彭健，沈强，张联盟，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：