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氮化铝粉体的高压烧结特性
2013/12/3

 AIN粉体的高压烧结特性

一般可以通过以下三种途径可获得致密的高性能氮化铝陶瓷:

(1)使用AIN超细粉。

(2)热压、热等静压烧结以及高压烧结。

(3)引入能导致液相生成的烧结助剂进行无压烧结。

 第一种途径受粉体性能影响比较大,通常商业AIN粉无法满足要求。所以,一般采用后面两种方法制备AIN陶瓷,特别是将第二种和第三种方法结合被广泛采用。AIN粉体在常压下是烧结致密的,烧结后陶瓷体的密度一般仅为理论密度的92%-98%。而加压烧结时,在压力作用下,中的颗粒堆积的更紧密,接触面积增大,烧结被加速。外界压力提供额外的推动力使闭气孔通过物料的黏性或塑性流动得以消失,从而获得高致密度的AIN陶瓷。

 无添加剂的AIN的烧结一般在热压下进行,研究表明,氧含量很低的AIN粉体在无添加剂的情况下很难致密化,在1950℃、30-40MPa压力下AIN粉体致密化需要的氧含量在2%左右,氧在烧结过程中有两个作用:一是氧置换氮的位置形成缺液相,实现液相烧结。Foster最早实现了无添加剂AIN的无压烧结,他使用CO还原气氛,烧结温度超过1950℃,其机理是由于形成固溶体,从而提高了颗粒的表面能,达到致密化烧结的目的。Komeya使用细磨的AIN粉体,在氮气或氩气环境下,温度为1900-2000℃烧结获得98%的理论密度。可以看出,常压烧结纯AIN粉体获得的烧结体致密度一般不高,不能满足高热导率的要求。

 
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