中國(guó)粉體網(wǎng)訊 氮化物是氮與金屬或非金屬元素以共價(jià)鍵相結(jié)合的難熔化合物，如氮化鋁、氮化鈦、氮化鐵、氮化硅等。氮化物陶瓷具有極其優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能，是制造各種易腐蝕部件的好材料。它能耐幾乎所有的無機(jī)酸(氫氟酸除外)和30%以下的燒堿溶液，也能耐很多有機(jī)物質(zhì)的侵蝕，所以氮化物的應(yīng)用非常廣泛。
隨著近年來集成電路的發(fā)展，氮化鋁憑借出色的高導(dǎo)熱特性，被認(rèn)為是新一代高集成度半導(dǎo)體基片和電子器件的理想封裝材料，此外，氮化鋁還作為一種超寬禁帶半導(dǎo)體材料廣受關(guān)注，高品質(zhì)氮化鋁粉體的制備方法也引起了大家的重視。
目前制備AlN粉體的主要方法有：直接氮化法、Al2O3碳熱還原法、自蔓延燃燒法、等離子體合成法、氣溶膠法等。其中前2種方法已適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。直接氮化法工藝簡(jiǎn)單，能在較低的溫度下進(jìn)行合成，但是該方法合成AlN時(shí)，Al粉轉(zhuǎn)化率較低，易產(chǎn)生團(tuán)聚，產(chǎn)品質(zhì)量差，反應(yīng)過程難以控制。用原位合成技術(shù)制備氮化鋁作為一種新方法，近年來受到很多研究者的關(guān)注。
什么是原位合成技術(shù)
原位合成技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種嶄新的陶瓷及陶瓷復(fù)合材料的制備技術(shù)，并且越來越受到國(guó)內(nèi)外的高度重視。同傳統(tǒng)陶瓷材料制備過程比較，原位合成陶瓷材料中的陶瓷相是在高溫自反應(yīng)過程中形成的。因此，材料的制備過程直接經(jīng)由單質(zhì)物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)形成最終的陶瓷及陶瓷復(fù)合材料，避開了常規(guī)的原料制備、成型及燒結(jié)過程。原位合成技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，原材料成本低，可以實(shí)現(xiàn)特殊顯微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和獲得特殊材料性能以及可以獲得近終形產(chǎn)品。
原位合成法制備氮化鋁
以鋁及其它金屬形成的合金為原料，合金中其它金屬M(fèi)先在高溫下熔出，與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)生成MNx，繼而金屬Al取代氮化物MNx中的金屬M(fèi)，生產(chǎn)AlN。同傳統(tǒng)的碳熱還原法相比，原位合成AlN粉體技術(shù)具備三個(gè)方面的優(yōu)勢(shì):
1、采用合金原料，避開了雜質(zhì)氧源，因而合成粉體的含氧量會(huì)大大降低；
2、氮化鋁的生成可以與燒結(jié)助劑的復(fù)合同時(shí)完成，因而燒結(jié)助劑與氮化鋁粉的混合均勻性增加；另外，由于省去了后續(xù)的燒結(jié)助劑混料過程，因此避免了氧元素的進(jìn)入，有利于燒結(jié)工藝和產(chǎn)品性能的提高；
3、整個(gè)合成過程通常在低于1200℃的溫度下進(jìn)行，同碳熱還原法的1800℃相比低了600℃，而且簡(jiǎn)化了工藝過程，極大地降低氮化鋁的合成成本。
但是其有一個(gè)致命的缺陷，即金屬雜質(zhì)難以分離，導(dǎo)致其絕緣性能較低。這也是目前眾多研究者的主要研究方向。
為促進(jìn)氮化鋁陶瓷基板產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)粉體網(wǎng)旗下粉體公開課平臺(tái)將于2021年2月2日舉辦首屆“2021氮化鋁陶瓷粉體及基板技術(shù)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)”。為企業(yè)管理、技術(shù)人員提供一個(gè)深度交流、深入思考、磨煉內(nèi)功、強(qiáng)化自身的平臺(tái)。來自北京工業(yè)大學(xué)的王群教授將走進(jìn)粉體公開課的直播間，給大家?guī)眍}為《氮化鋁粉體的原位合成方法》的報(bào)告。屆時(shí)，王群教授將對(duì)目前幾種氮化鋁粉體合成方法做對(duì)比說明，最后從合成機(jī)理、制備過程及粉體特性等方面對(duì)氮化鋁原位合成方法做重點(diǎn)介紹。
專家介紹
王群，男，教授，博士生導(dǎo)師，1994年獲大連理工大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位，1994~1997年間為東北大學(xué)博士后研究人員，1999年晉升教授。北京工業(yè)大學(xué)電磁防護(hù)與測(cè)量學(xué)科方向?qū)W術(shù)帶頭人，中國(guó)計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)理事、中國(guó)通訊學(xué)會(huì)電磁兼容委員會(huì)委員、中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)功能材料分會(huì)常務(wù)理事。
參考來源：
[1]張浩等.高性能氮化鋁粉體技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
[2]王杰等.氮化鋁陶瓷粉體制備方法研究進(jìn)展及展望
[3]楊清華等.氮化鋁粉體制備的研究及展望
[4] 林志浪.氮化鋁材料的原位合成制備
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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