氮化铝陶瓷导热性能与温度关系开题报告
2020-04-15 17:41:08
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
氮化铝(aln)是一种具有六方纤锌矿结构的共价晶体。氮化铝(aln)陶瓷具有优秀的导热性能,被认为是将来可以替代al2o3陶瓷的一种基体材料[1]。
目前用于大规模生产的氮化铝粉体制备方法主要有:铝粉直接氮化法(geuther法)、al2o3碳热还原法、和气溶胶(或气相反应)法。其中,铝粉直接氮化法能得到大量的高纯度氮化铝,但其颗粒的均匀程度、颗粒细度均难以保证;碳热还原法也能得到高纯度的氮化铝粉末,并且有良好的成型和烧结性能,但反应温度高,反应时间长,得到的粉体粒径也比较大;相对于前两种制备方法而言,气溶胶法可以方便地控制氮化铝颗粒的成核和生长速率,从而获得尺寸均匀的超细粉[2]。
氮化铝陶瓷的成型工艺影响氮化铝陶瓷的气孔率,进而影响氮化铝陶瓷的性能。传统的烧结工艺有模压烧结、等静压烧结和热压烧结,但都难以保证制品质量和生产成本上的控制,目前已经开始使用流延成型、注射成型及凝胶流延成型技术。流延成型的主要工艺是将氮化铝粉料、烧结助剂、粘结剂、溶剂混合均匀制成浆料,通过流延制成坯片,采用组合模冲成标准片,然后用程控冲床冲成通孔,用丝网印刷印制金属图形,将每一个具有功能图形的生坯片叠加,层压成多层陶瓷生坯片,在氮气中约700℃排除粘结剂,然后在1800℃氮气中进行共烧,电镀后即形成多层氮化铝陶瓷[3]。注射成型是将先氮化铝粉体与有机粘结剂按一定比例混合,经过造粒得到稳定的喂料,在注射成型机上注射成型,最后经过后处理得到氮化铝制品。凝胶流延成型解决了以往流延成型中有机溶剂毒性大、价格高的问题,将氮化铝粉体分散在有机溶剂与交联剂的水溶液中,先制备出了高浓度低粘度的悬浮体,然后加入引发剂和催化剂,使有机单体交联聚合,形成网状结构,悬浮体粘度也随之增加,最终凝固成型,形成具有一定强度、尺寸的坯体[4]。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
本课题是研究氮化铝陶瓷导热性能与温度的关系。通过使用x射线衍射仪、扫描电镜、导热分析仪等测试手段研究氮化铝陶瓷的物相组成、显微结构、热导率等。记录结果找出规律,并分析温度对氮化铝陶瓷导热性能的影响。
1、掌握闪光法导热系数分析仪的原理及使用方法。
2、掌握aln陶瓷的导热机理及影响热导率的因素。