中國粉體網(wǎng)訊 氮化鋁具有高熱導率、良好的電絕緣性、低介電常數(shù)、無毒等性能，應用前景十分廣闊，特別是隨著大功率和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，集成電路和基片間散熱的重要性也越來越明顯。因此，基片必須要具有高的導熱率和電阻率。
為滿足這一要求，國內外研究學者開發(fā)出了一系列高性能的陶瓷基片材料，其中主要包括：Al2O3、BeO、AlN、BN、Si3N4、SiC，其中氮化鋁是綜合性能最優(yōu)良的新型先進陶瓷材料，被認為是新一代高集成度半導體基片和電子器件的理想封裝材料。
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燒結過程是氮化鋁陶瓷制備的一個重要階段，直接影響陶瓷的顯微結構如晶粒尺寸與分布、氣孔率和晶界體積分數(shù)等。因此燒結技術成為制備高質量氮化鋁陶瓷的關鍵技術。氮化鋁陶瓷常用的燒結技術有無壓燒結、熱壓燒結、放電等離子燒結、微波燒結等。
無壓燒結
熱壓燒結
熱壓燒結是對裝入模具的粉體同時加熱加壓，使粉料處于熱塑性狀態(tài)，從而產(chǎn)生兩種特殊的傳質過程，即晶界滑移和擠壓蠕變傳質。這兩種傳質過程在普通燒結過程中基本是不存在的，有助于顆粒的接觸擴散和流動傳質過程的進行，從而降低燒結溫度和氣孔率。
其中高壓燒結可以稱之為熱壓燒結的一種特殊形式，它不同于常規(guī)熱壓燒結之處在于陶瓷坯體高溫燒結時施加的外來壓力更高，一般要大于1.0GPa。在這樣的高壓下進行燒結，不僅能夠使材料迅速達到高致密度，而且有可能使得晶體結構甚至原子、電子狀態(tài)發(fā)生變化，從而賦予材料在無壓燒結或熱壓燒結工藝下所達不到的性能。
放電等離子燒結
微波燒結
微波燒結是通過物質吸收微波的能量而進行自身加熱，其加熱過程在坯體整個體積內同時進行，升溫迅速、溫場均勻。此外，微波燒結本身也是一種活化燒結的過程，因此整個加熱燒結的時間特別是高溫反應期大大縮短。這些特點有利于提高致密化速度并可有效抑制晶粒生長，從而獲得常規(guī)燒結方法無法實現(xiàn)的獨特的性能和結構，因此具有良好的發(fā)展前景。
微波燒結是一種新型、高效的燒結技術，具有傳統(tǒng)燒結技術無可比擬的優(yōu)越性。不添加任何燒結助劑的微波燒結法被認為是一條獲得AlN透明陶瓷非常有前途的低成本化技術途徑，但是受微波燒結設備的限制，通常很難獲得較低的燒結溫度，因此，有必要開展微波低溫燒結工藝制備AlN透明陶瓷的研究。
總結
氮化鋁陶瓷的燒結十分復雜，AlN屬于共價鍵化合物，熔點高，原子自擴散系數(shù)小，因此，純AlN陶瓷很難燒結致密化，難以獲得高的熱導率和良好的機械強度。因而，AlN陶瓷燒結需要保護氣氛以及添加少量的燒結助劑，目前采用最多的仍為添加燒結助劑的氮氣保護下的常壓燒結。
參考來源：
[1]袁文杰等.高熱導率氮化鋁陶瓷的研究進展
[2]燕東明等.高熱導率氮化鋁陶瓷研究進展
[3]丁利文等.AlN陶瓷的性能及應用
[4]孫悅等.燒結氣氛對氮化鋁陶瓷結構與性能的影響
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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