Процесс производства порошка нитрида алюминия методом карботермического восстановления

Нитрид алюминия (AlN) — это высокопроизводительный материал с высокой теплопроводностью (320 Вт·м⁻¹·K⁻¹), превосходной электроизоляцией (>10¹⁴ Ом·см) и сильными механическими свойствами. Его низкая диэлектрическая проницаемость (8,0 при 1 МГц) и минимальные диэлектрические потери (tanδ = 10⁻⁴) делают его идеальным для электроники.

Основные области применения включают в себя:

Упаковка силового устройства

Керамические подложки AlN с высокой теплопроводностью

Материал электростатических патронов для обработки полупроводников

Отличная изоляция керамики компоненты ( керамические обогреватели,керамические насадки)

AlN сочетает в себе терморегуляцию, электрическое сопротивление и долговечность для современного промышленного использования.

Керамика AlN спекается из порошка AlN, а высококачественный порошок AlN является предпосылкой для получения высокопроизводительной керамики AlN. Подготовка порошка AlN существенно влияет на спекание, формование и теплопроводность конечного продукта. В промышленности существует три основных метода получения порошка AlN: прямое азотирование, самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) и карботермическое восстановление.

1. Принцип метода карботермического восстановления

Метод карботермического восстановления обычно использует соединения алюминия (такие как оксид алюминия или гидроксид алюминия) и избыточный элементарный углерод или органический углерод в качестве сырья. Они реагируют в атмосфере азота (N₂) или аммиака (NH₃) при высоких температурах. Затем продукт декарбюризируют в окислительной атмосфере при 500–700 °C для получения порошка AlN. Этот метод дает порошок с низким содержанием кислорода, высокой чистотой, узким распределением размеров частиц и регулярной морфологией частиц.

Механизм реакции можно обобщить следующим образом:

①Восстановление глинозема: Углерод восстанавливает глинозем с образованием промежуточных продуктов, таких как Al(г) и Al₂O(г).

②Нитридизация: алюминий реагирует с азотом, образуя AlN.

Механизм реакции карботермического восстановления можно разделить на реакции газ-твердое тело и твердое тело-твердое тело. Экспериментальные наблюдения пиков эмиссии паров алюминия подтверждают образование газообразных промежуточных соединений алюминия при определенных условиях. Реакция газ-твердое тело объясняет потерю массы во время процесса и массоперенос, участвующий в росте усов. Между тем, механизм реакции твердое тело-твердое тело учитывает морфологическую непрерывность между продуктом и прекурсором, а также образование промежуточных соединений, таких как Al-OC и Al-CN, во время конверсии Al₂O₃. Этот механизм более широко принят.

Процесс производства порошка AlN в основном включает шаровое измельчение и смешивание, азотирующий синтез, низкотемпературное обезуглероживание и дробление/восстановление AlN.

2. Характеристики процесса карботермического восстановления

Метод карботермического восстановления предлагает такие преимущества, как обилие сырья, простота обработки и пригодность для крупномасштабного производства. Синтезированный порошок демонстрирует высокую сферичность, чистоту, мелкий размер частиц, узкое распределение размеров и хорошую дисперсность, что делает его основным промышленным методом производства порошка AlN. По сравнению с прямым азотированием и SHS, карботермическое восстановление дает лучшая сферичность и порошок AlN более высокой чистоты .

О Сямыне Технология Juci Ко., Лтд.

Сямэнь Технология Juci Ко., Лтд. является высокотехнологичным предприятием, специализирующимся на исследовании, разработке, производстве и продаже высокопроизводительных керамических материалов. Компания стремится предоставлять высококачественные продукты и решения из серии нитрида алюминия для таких отраслей, как электроника, полупроводники и аэрокосмическая промышленность, заслужив широкое доверие клиентов своим исключительным качеством и обслуживанием.

Контакт для СМИ:
Сямэнь Технология Juci Ко., Лтд.

Телефон: +86 592 7080230
Электронная почта: miki_huang@chinajuci.com
Веб-сайт: www.jucialnglobal.com