氮化硅陶瓷制品-文庫吧
2025-06-12 15:08 本頁面
【正文】 Wm1K1左右，但因?yàn)槭褂冒踩珕栴}而被氮化鋁替代。SiC 的介電性能遠(yuǎn)低于其它基板材料，易被擊穿，故其使用受到限制。而現(xiàn)今性能較為優(yōu)異的兩種封裝材料：氮化鋁與氧化鈹，前者造價(jià)昂貴后者具有毒性。氮化鋁的熱導(dǎo)率范圍為 175~200 Wm1K1，但其彎曲強(qiáng)度在 300~350MPa 之間，遠(yuǎn)低于氮化硅陶瓷材料（600~1500MPa），且氮化硅的熱膨脹系數(shù)低于以上高熱導(dǎo)率陶瓷材料。高熱導(dǎo)率氮化硅陶瓷材料具有其他陶瓷材料無法比擬的高強(qiáng)度、高斷裂韌性以及抗熱震性能，其作為一種理想的結(jié)構(gòu)材料可以為電子器件的熱耗散設(shè)計(jì)提供一種新的材料選擇。具有較高熱導(dǎo)率的高性能氮化硅陶瓷的制備需求隨著氮化硅陶瓷材料的潛在應(yīng)用范圍的擴(kuò)展不斷增加，而燒結(jié)助劑在制備高性能氮化硅過程中對(duì)材料性能影響的相關(guān)研究較少。 制備方法致密氮化硅陶瓷材料常用的燒結(jié)方式有以下幾種：反應(yīng)燒結(jié)、氣壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)以及熱壓燒結(jié)，近年來放電等離子燒結(jié)、無壓燒結(jié)等燒結(jié)方式也因其具有的不同優(yōu)勢(shì)受到學(xué)者的關(guān)注。上世紀(jì) 90 年代中期研究人員多采用熱等靜壓燒結(jié)制備具有較高熱導(dǎo)率的氮化硅陶瓷材料，目前制備高熱導(dǎo)率氮化硅使用最多的兩種燒結(jié)方式為氣壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)。a. 氣壓燒結(jié)氣壓燒結(jié)時(shí)較高的氮?dú)鈮嚎墒沟璧姆纸鉁囟壬撸虼藲鈮簾Y(jié)氮化硅時(shí)一般采用較高的燒結(jié)溫度，而燒結(jié)溫度的升高有利于氮化硅晶粒的生長和完善，有利于提高燒結(jié)體的熱導(dǎo)率。且氣壓燒結(jié)條件決定了燒結(jié)體微觀結(jié)構(gòu)的均勻性，使用氣壓燒結(jié)制備氮化硅陶瓷材料，可獲得各向同性的燒結(jié)體。自 1996 年 Hirosaki 等人使用氣壓燒結(jié)（燒結(jié)溫度：2000℃，氮?dú)鈮海?00MPa）制備出熱導(dǎo)率高達(dá) 120 Wm1K1的氮化硅陶瓷材料，氣壓燒結(jié)便以其節(jié)能、高效，對(duì)產(chǎn)品尺寸的無要求性逐漸成為制備高熱導(dǎo)率氮化硅的主要燒結(jié)方式。Yokota等人也通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了晶種引入并不是影響材料熱導(dǎo)率的因素，其燒結(jié)溫度為 1950℃，保溫時(shí)間 16 小時(shí)，獲得的氮化硅燒結(jié)體熱導(dǎo)率為 143 Wm1K1。Ye 等人采用氣壓燒結(jié)在燒結(jié)溫度 2200℃ Wm1K1的氮化硅陶瓷材料。而 Zhu 等人曾以氣壓燒結(jié)制備出了完全致密化的氮化硅（燒結(jié)溫度：1900℃，氮?dú)鈮海?MPa），熱導(dǎo)率范圍為94~108 Wm1K1。從上文數(shù)據(jù)易知，氣壓燒結(jié)時(shí)提高氮化硅燒結(jié)體熱導(dǎo)率主要有三種方式：提高燒結(jié)溫度、增加氮?dú)鈮阂约把娱L保溫時(shí)間。b. 反應(yīng)燒結(jié)反應(yīng)燒結(jié)氮化硅又稱為 SRBSN。用于制備高熱導(dǎo)率氮化硅純度最高的商業(yè)粉料氧雜質(zhì)含量最低為 1wt%，SRBSN 制備氮硅陶瓷材料使用高純
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