氮化铝陶瓷 本书特色

《氮化铝陶瓷》由河南理工大学博士基金项目“透明氮化铝陶瓷的高压烧结制备及性能研究”及材料科学与工程河南省重点学科建设资金资助出版。

氮化铝陶瓷 目录

1 绪论1.1 引言1.2 AlN的结构和性能1.2.1 AlN的结构1.2.2 AlN的性能1.3 AlN的应用领域1.3.1 基体材料和组件封装材料1.3.2 耐热冲和热交换材料1.3.3 其他方面的应用1.4 AlN的热导率1.4.1 AlN陶瓷的导热机理1.4.2 影响AlN陶瓷热导率的主要因素1.5 AlN陶瓷的研究历程2 AIN陶瓷的制备2.1 AlN粉体的制备2.1.1 铝粉直接氮化法2.1.2 高温自蔓延法2.1.3 碳热还原法2.1.4 气相法2.1.5 有机盐裂解法2.2 AlN粉体的成型2.2.1 干压法成型2.2.2 等静压成型2.2.3 流延成型2.2.4 注射成型2.3 AlN陶瓷的烧结2.3.1 引言2.3.2 常压烧结2.3.3 反应烧结2.3.4 放电等离子烧结2.3.5 微波烧结2.3.6 热压烧结2.3.7 高压烧结2.3.8 AlN的低温烧结3 原材料及实验方法3.1 试验用材料3.1.1 AlN粉体3.1.2 其他原料3.2 高温高压技术3.2.1 引言3.2.2 实验用高温高压设备简介3.2.3 压力和温度控制系统3.2.4 压力和温度的标定3.2.5 高压设备的高精度控制系统3.2.6 腔体介质材料的选择3.2.7 加热源石墨3.3 高压烧结腔体设计3.4 高压烧结AlN陶瓷制备工艺流程3.4.1 高压烧结AlN陶瓷工艺流程简介3.4.2 AlN陶瓷制备工艺3.5 分析与测试3.5.1 AlN粉体的表征3.5.2 组织结构分析3.5.3 AlN物理性能测试与表征4 纯AIN粉体的高压烧结研究4.1 引言4.2 AlN粉体的高压烧结特性4.2.1 实验方法4.2.2 AlN粉体的高压烧结性能4.2.3 粉体的颗粒度对AlN烧结性能的影响4.3 高压烧结纯AlN陶瓷的物相分析4.4 高压烧结纯AlN陶瓷的微观结构4.4.1 高压烧结时间对AIN显微结构的影响4.4.2 高压烧结温度对AlN显微结构的影响4.5 高压烧结纯AlN陶瓷的热导率4.6 本章内容在国外期刊发表的论文5 添加烧结助剂的AIN陶瓷的高压烧结5.1 引言5.2 AlN陶瓷高压烧结助剂的选择5.2.1 烧结助剂的选择原则5.2.2 热力学分析5.3 添加氧化镧的AlN陶瓷的高压烧结5.3.1 La2O3含量对AlN陶瓷烧结性能的影响5.3.2 X射线衍射分析5.3.3 温度对AlN高压烧结的影响5.3.4 微观结构分析5.3.5 拉曼光谱分析5.4 添加Y2O3的AlN陶瓷的高压烧结5.4.1 Y2O3含量对AlN陶瓷烧结性能的影响5.4.2 温度对AlN烧结性能的影响5.4.3 显微结构分析5.4.4 x射线衍射分析5.4.5 添加Y2O3的AlN晶界相分布及其热导率5.5 添加复合助剂的AlN的高压烧结5.5.1 复合助剂的选择5.5.2 实验5.5.3 结果与讨论5.6 本章内容在国外期刊发表的论文6 高压烧结AIN陶瓷的结构调整与性能改善6.1 引言6.2 实验设计与工艺过程6.2.1 高压热处理6.2.2 常压热处理6.2.3 测试方法6.3 结果与讨论6.3.1 高压热处理工艺6.3.2 热处理AlN试样密度的变化6.3.3 高压热处理的X射线衍射分析6.3.4 热处理对AlN试样微观结构的调整6.3.5 高压热处理AlN晶粒生长动力学分析6.3.6 高压热处理AlN陶瓷的导热性能7 高压烧结AIN陶瓷的残余应力7.1 引言7.2 残余应力拉曼光谱测试技术7.3.AlN高压烧结体残余应力7.3.1 试样的制备7.3.2 残余应力的测试7.3.3 烧结时间对残余应力的影响7.4 残余应力产生的原因及消除方法7.4.1 残余应力产生的原因7.4.2 残余应力的消除7.5 本章内容在国外期刊发表的论文8 AIN陶瓷的高压烧结机理8.1 引言8.2 陶瓷烧结理论的研究进展8.2.1 烧结过程的基本类型8.2.2 烧结过程及其物质传递8.2.3 烧结理论研究进展8.2.4 高压烧结机理的研究概况8.3 冷高压下AIN粉体的致密性变化及晶粒碎化行为8.3.1 实验方法8.3.2 冷高压对AlN致密性的影响8.3.3 AIN粉体在冷高压下的晶粒碎化行为8.4 AlN粉体的高压烧结机理8.4.1 高压烧结的驱动力8.4.2 高压烧结初期的致密化机理8.4.3 高压烧结后期的致密化机理9 结论与展望9.1 结论9.2 展望参考文献

氮化铝陶瓷 节选

《氮化铝陶瓷》综合介绍了氮化铝粉体的制备、氮化铝陶瓷的制造工艺及应用状况。重点阐述了氮化铝陶瓷的高压烧结，对氮化铝粉体的高压烧结特性、显微结构及导热性能、烧结助剂的选用、氮化铝高压烧结体的结构调整、氮化铝高压烧结体的残余应力及高压烧结机理进行了探讨和分析。《氮化铝陶瓷》可供从事功能陶瓷研究、开发、生产的科技工作者以及相关专业的大学生、研究生阅读参考。

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插图：上述研究表明，和常压烧结一样，温度和时间在A1N陶瓷体材料的高压烧结过程中也起着重要的作用。相对于传统烧结方法来讲，高压烧结A1N陶瓷可以降低烧结温度，烧结时问也有明显的缩短。在常压下烧结，气孔一方面对达到理想的致密程度有很大的障碍，生胚气孔中的气压增大抵消了作为推动力的界面能的作用，另一方面，封闭的气孔只能由体扩散来的物质填充，而体扩散要比界面扩散慢得多，且A1N自扩散系数很小，因此无压烧结A1N陶瓷很难达到致密化程度，而高压烧结是A1N陶瓷达到理想致密化的有效途径之一。一般可以把高压烧结分为两个阶段。在第一阶段，也就是烧结初期，压力的施加首先使颗粒的接触区发生塑性屈服，然后在增加了的接触区，各类蠕变机制导致物质迁移，同时，原子或空位不可避免地发生体积扩散和晶界扩散，晶界中的位错也可能沿晶界攀移，导致晶界滑动。在第二阶段，上述机制仍然存在，只不过孔洞成为孤立的闭孔，位于晶界相交处。同时，并不排除在晶粒内部存在的微孔。在常压烧结条件下，应力水平不足以使材料全部屈服发生塑性流动，但在高压下，应力水平已足够使材料大部分屈服发生塑性流动。从上述分析可以看出，高压烧结之所以能够有效地促进A1N的烧结，主要是因为高压烧结与无压烧结相比，烧结驱动力除了表面能外，还有额外的压力，从外部施加高压极大地补充了驱动力。

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