AIN粉末的水解行為及抗水解性能研究.pdf

1、A1N陶瓷導(dǎo)熱性能好,介電常數(shù)和介電損耗小,無(wú)毒,耐高溫和腐蝕,力學(xué)性能良好,是新一代半導(dǎo)體基片和電子器件封裝的理想材料。但是A1N粉末容易在潮濕的空氣發(fā)生水解,從而影響其性能。為了改善亞微米和納米A1N的抗水解性能,本文研究了亞微米和納米A1N的水解行為。
　　 通過(guò)對(duì)500nm和40nm的氮化鋁粉末在不同溫度水解時(shí)水解行為的研究,發(fā)現(xiàn)A1N粉末的水解速率與溫度和粒度有關(guān),溫度越高,粒度越小,水解速率越快。通過(guò)X射線衍射分析,

2、發(fā)現(xiàn)A1N粉末水解產(chǎn)物為A1(OH)3和A1OOH,并且常溫水解時(shí)A1(OH)3占主導(dǎo),高溫水解時(shí)A1OOH占主導(dǎo)。通過(guò)TEM圖片分析A1N粉末的水解在粉末表面的臺(tái)階上進(jìn)行,并在臺(tái)階處形成非晶相。
　　 通過(guò)用磷酸酸洗的方法處理A1N粉末,發(fā)現(xiàn)磷酸酸洗可有效地改善A1N粉末的抗水解性能。結(jié)果表明經(jīng)磷酸酸洗后的A1N粉末在常溫下水解可經(jīng)230h而不發(fā)生水解反應(yīng)。磷酸對(duì)A1N粉末的保護(hù)作用發(fā)生在A1N粉末的表面臺(tái)階處,磷酸酸洗可使A

3、1N粉末表面發(fā)生鈍化從而提高其抗水解性能。磷酸對(duì)A1N粉末抗水解性能的改善還與粒徑有關(guān),磷酸酸洗對(duì)改善納米顆粒的A1N粉末抗水解效果更為顯著,其原因是納米顆粒比亞微米顆粒的A1N粉末所受的磷酸保護(hù)層的保護(hù)更好。XRD分析表明經(jīng)磷酸酸洗后A1N粉末沒(méi)有新相生成。
　　 在750-1050℃對(duì)A1N粉末熱處理表明,A1N粉末在750℃開始氧化,并且隨著溫度的升高,氧化程度更大。不同粒徑的A1N粉末經(jīng)不同溫度的熱處理,其抗水解性能提高