工業(yè)陶瓷燒結(jié)是在進(jìn)行陶瓷加工前最后進(jìn)行的一個(gè)環(huán)節(jié)，燒結(jié)的好壞都將影響氮化鋁陶瓷的加工性能，從而影響加工后的陶瓷基片的性能，下面科眾陶瓷廠給大家介紹下其燒結(jié)方法。
（1）燒結(jié)方法
AlN陶瓷基片一般采用無(wú)壓燒結(jié)(常壓燒結(jié))，該燒結(jié)方法是一種最普通的燒結(jié)，雖然工藝簡(jiǎn)單、成本較低、可制備復(fù)雜器件，但燒結(jié)溫度一般偏高，在不添加燒結(jié)助劑的情況下，一般無(wú)法制備高性能AlN陶瓷基片。（助劑相關(guān)見(jiàn)下文解析。近年來(lái)，出現(xiàn)了一些新型燒結(jié)方式，如微波燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)等。
（1）燒結(jié)方法
AlN陶瓷基片一般采用無(wú)壓燒結(jié)(常壓燒結(jié))，該燒結(jié)方法是一種最普通的燒結(jié)，雖然工藝簡(jiǎn)單、成本較低、可制備復(fù)雜器件，但燒結(jié)溫度一般偏高，在不添加燒結(jié)助劑的情況下，一般無(wú)法制備高性能AlN陶瓷基片。（助劑相關(guān)見(jiàn)下文解析。近年來(lái)，出現(xiàn)了一些新型燒結(jié)方式，如微波燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)等。
a 微波燒結(jié)
傳統(tǒng)燒結(jié)方式一般通過(guò)外部熱源對(duì)AlN坯體進(jìn)行加熱，熱傳導(dǎo)不均且速度較慢，將影響燒結(jié)質(zhì)量。微波燒結(jié)通過(guò)坯體吸收微波能量從而進(jìn)行自身加熱，加熱過(guò)程是在整個(gè)材料內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行，升溫速度快，溫度分散均勻，防止AlN 陶瓷晶粒的過(guò)度生長(zhǎng)。這種快速燒結(jié)技術(shù)能充分發(fā)揮亞微米級(jí)和納米級(jí)粉末的性能，具有很強(qiáng)的發(fā)展前景。
例子：研究人員采用該燒結(jié)方法對(duì)加有質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%Y2O3的AlN粉體進(jìn)行燒結(jié)，在燒結(jié)溫度較低的情況下制備出了接近理論密度的AlN陶瓷材料，熱導(dǎo)率達(dá)160～225W/( m·K)。
b 放電等離子燒結(jié)
放電等離子燒結(jié)技術(shù)主要利用放電脈沖壓力、脈沖能和焦耳熱產(chǎn)生瞬間高溫場(chǎng)實(shí)現(xiàn)快速燒結(jié)。放電等離子燒結(jié)技術(shù)的主要特點(diǎn)是升溫速度快，燒結(jié)時(shí)間短，燒結(jié)溫度低，可實(shí)現(xiàn)AlN 陶瓷的快速低溫?zé)Y(jié)。通過(guò)該燒結(jié)方法，燒結(jié)體的各個(gè)顆粒可類似于微波燒結(jié)那樣均勻地自身發(fā)熱以活化顆粒表面，可在短時(shí)間內(nèi)得到致密化、高熱導(dǎo)燒結(jié)體
例子：有研究人員將添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)3% Sm2O3的AlN坯體通過(guò)放電等離子燒結(jié)技術(shù)在1500℃下僅燒結(jié)3min，便得到高達(dá)118 W/( m·K)的熱導(dǎo)率。
（2）燒結(jié)助劑成分及其添加方式
常用的燒結(jié)助劑主要是以堿土金屬和稀土元素的化合物為主，單元燒結(jié)助劑燒結(jié)能力往往很有限，通常要配合1800℃以上燒結(jié)溫度、較長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間及較多含量的燒結(jié)助劑等條件。二元或多元燒結(jié)助劑各成分間相互促進(jìn)，往往會(huì)得到更加明顯的燒結(jié)效果。
常用的燒結(jié)助劑主要是以堿土金屬和稀土元素的化合物為主，單元燒結(jié)助劑燒結(jié)能力往往很有限，通常要配合1800℃以上燒結(jié)溫度、較長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間及較多含量的燒結(jié)助劑等條件。二元或多元燒結(jié)助劑各成分間相互促進(jìn)，往往會(huì)得到更加明顯的燒結(jié)效果。
目前，助燒劑引入的方式一般有2種，一種是直接添加，另一種是以可溶性硝酸鹽形式制成前驅(qū)體原位生成燒結(jié)助劑。后者所生成的燒結(jié)助劑組元分布更為均勻，顆粒更為細(xì)小，比表面能更大。
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本文“氮化鋁陶瓷基片燒結(jié)工藝分析”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時(shí)間：2019-03-16 17:11:23
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