氮化鋁凝膠注模成型工藝研究.pdf

1、AlN陶瓷具有高熱導(dǎo)率、優(yōu)異的絕緣性能和介電性能、強(qiáng)抗腐蝕能力以及與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)等特點(diǎn)，被廣泛用作電子封裝材料、壓電器件、保護(hù)涂層和透明陶瓷等方面。
　　本研究采用凝膠注模成型技術(shù)制備AlN陶瓷，主要研究三羥甲基丙烷三縮水甘油醚（TMPGE）乙醇溶液凝膠反應(yīng)規(guī)律，制備具有高固相含量、低粘度的AlN漿料，研究AlN坯體凝膠注模成型工藝和坯體固含量對(duì)AlN陶瓷性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）研究TMPGE凝膠體

2、系反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，升高溫度和提高TMPGE濃度都能提高凝膠反應(yīng)速率，不同 TMPGE濃度的乙醇溶液凝膠反應(yīng)活化能變化不大，都在40~50 kJ/mol之間。
　　（2）研究分散劑、固含量和球磨時(shí)間對(duì)AlN漿料粘度的影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)得分散劑濃度在0.6 wt％時(shí)，球磨時(shí)間為24 h時(shí)，固含量為45 vol%AlN漿料的粘度最小為22 mPa·s。AlN漿料粘度隨著固含量的增加而升高，固含量達(dá)到54 vol%時(shí)AlN漿料粘度為2

3、44 mPa·s。
　?。?）采用正辛醇化學(xué)消泡和真空攪拌物理消泡相結(jié)合的手段除氣，在高乙醇濕度環(huán)境下進(jìn)行干燥得到表面平整光滑的AlN生坯。
　　（4）實(shí)驗(yàn)制得體積固含量為54 vol%，生坯相對(duì)密度達(dá)65.8%，線收縮率僅為2.5%，抗彎強(qiáng)度最高為10.31 MPa，顆粒分布均勻致密的AlN生坯，并研究固含量和環(huán)氧樹脂含量對(duì)生坯性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著固含量的增加，坯體密度增加，線收縮率和抗彎強(qiáng)度減小，顯微結(jié)構(gòu)逐漸致