氮化鋁粉體的案例
IGBT功率器件散熱陶瓷基板用氮化鋁粉體企業推薦
來源 | 各公司官網，網絡
氮化鋁具有一系列優良特性，核心優勢特性為優良的熱導性、可靠的電絕緣性、以及與硅相匹配的熱膨脹系數等。它既是新一代散熱基板和電子器件封裝的理想材料，也可用于熱交換器、壓電陶瓷及薄膜、導熱填料等，應用前景廣闊。
根據 Maxmize Market Research 數據，2021 年全球陶瓷基板市場規模達到 65.9 億美元，預計 2029 年全球規模將達到109.6 億美元，年均增長率約 6.57%。氮化鋁作為陶瓷基板的理想材料市場廣闊，不同產品類型應對不同應用場景需求，其中以 AMB、DBC、DPC、HTCC 和結構件為主要產品類型。AMB、DBC 借 IGBT 之風，伴隨新能源與電動車領域發展迅猛；DPC 受大功率 LED 市場青睞；HTCC 因射頻、軍工領域拉動需求增長；半導體硅片所用的靜電吸盤則為 AlN 結構件重要應用。因此我們認為 AlN 需求將持續受益于高速增長的半導體與新能源市場。
高性能的氮化鋁關鍵在于粉體制備，粉體質量直接影響基板性能，我們認為上下游一體化企業將獲得更明顯競爭優勢。隨著近年來電子產業的高速發展，我國氮化鋁粉體市場需求快速增長，根據旭光電子公告的數據，中國氮化鋁粉體需求量將保持15%左右的增速，到 2025 年國內市場需求量約 5,600 噸。國內氮化鋁產量不能滿足市場需求，粉料大量依賴進口。但隨著國內研究不斷深入，氮化鋁制備技藝不斷提高，國內外差距正在逐漸縮小，且隨著我國政策大力支持加之市場需求不斷擴大，國內粉體產業正向高質量推進。（以下企業排序不分先后，若有遺漏歡迎聯系補充：18057464279（微信同號））。
展開 低溫濺射沉積高導熱性亞微米氮化鋁薄膜
這樣的散熱器必須具有高導熱性，但它們通常必須是電絕緣體，以防止組件之間的干擾，因此只有少數材料（如氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)和金剛石）才具有這些特性。
AlN由于其大帶隙(約6.1 eV)和優異導熱系數而引起了人們的廣泛關注。事實上，AlN薄膜的熱導率已被證明為數百和幾微米厚，但這種薄膜通常在1200°C以上沉積。而且，集成電子學也將受益于更薄的微尺度AlN薄膜，其導熱性尚未得到優化，其熱極限也知之甚少。
02
成果掠影
近期，斯坦福大學Kenneth E. Goodson、Christopher Perez團隊聯合桑迪亞國家實驗室Suhas Kumar針對開發低溫沉積高導熱性的氮化鋁薄膜取得最新進展。氮化鋁(AlN)是少數具有優異導熱性的電絕緣材料之一，但高質量的薄膜通常需要極高的沉積溫度(>1000°C)。對于密集或高功率集成電路中的熱管理應用，重要的是在低溫(<500°C)下沉積散熱片才不會影響底層電子器件。本文展示了通過低溫(<100°C)濺射獲得的100 nm至1.7 μm厚的AlN薄膜，并通過x射線衍射，透射x射線顯微鏡以及拉曼和俄蓋光譜分析了其熱性能與晶粒尺寸和界面質量之間的關系。通過控制反應的沉積條件，該文實現了~ 600 nm薄膜的導熱系數(~ 36?104 W/mK)，其上限代表了室溫下這種薄膜厚度的最高值之一，特別是在低于100°C的沉積溫度下。研究成果以“High Thermal Conductivity of Submicrometer Aluminum Nitride Thin Films SputterDeposited at Low Temperature”為題發表于《ACS Nano》。
展開 納米陶瓷粉體的分散研究
納米陶瓷具有優良性能的前提是納米顆粒堆積均勻，燒結收縮一致，晶粒均勻長大，但是由于納米粉體顆粒細小、顆粒間存在著較強的結合力，如靜電力、范德華力、毛細管力、機械咬合力等，使納米粉體存在團聚度高、流動性差等特點，嚴重影響了粉體的成型性能，進而導致陶瓷材料的性能下降。因此，納米陶瓷粉體的分散研究就變得尤為重要。
物理分散法
01
機械分散法
機械分散屬于物理分散方法，是借助外界剪切力或撞擊力等機械能使納米粒子在介質中充分分散的一種方法。機械分散法一般采用普通球磨、攪拌磨、行星磨和 剪切式高速攪拌器等方式進行。
其中，普通球磨、研磨效率較低，常用于已分散的料漿經擱置后的二次分散。攪拌磨、行星磨研磨效率高，簡單易行，是最常用的一種分散超細粉體的方法。但球磨最大的缺點是在研磨過程中，由于球與球、球與筒、球與料以及料與筒之間的撞擊、研磨，使球磨筒和球本身被磨損，磨損的物質進人料漿中成為雜質，這些雜質會對漿料的純度及其后成品的性能產生影響。另外，球磨可能會改變粉體的物理化學性質。因此，球磨分散方法會給料漿帶來一定的影響，分散時要控制好分散的時間。
展開 一文了解納米氧化鋯復合陶瓷粉體
下面小編簡要就制備納米氧化鋯陶瓷所需的粉體材料進行介紹。
1、Ni-P包覆納米氧化鋯復合粉體
Ni-P包覆納米氧化鋯復合粉體制備工藝過程是首先利用化學沉淀法制備了納米ZrO2粉體，然后采用化學鍍方法制備了Ni-P包覆納米ZrO2粉體。由于ZrO2在化學鍍鎳溶液中不具備自催化活性，必須對ZrO2納米粒子進行前處理，一般采用一步鈀催化法，Pd2+直接吸附在ZrO2粉體表面上，然后在還原性溶液中將Pd2+還原成金屬鈀，這樣的納米粉體表面就具有了化學鍍鎳所具有的催化活性。一般對于非導電性能的粉體預處理過程采用敏化-活化兩步法。但是兩步法處理后，殘留在粉體中的亞鎳離子很難除去，常常給粉體的活性帶來不利影響，目前用一步鈀催化法和原位鈀等預處理。
目前，Ni-P包覆納米氧化鋯復合粉體制備的陶瓷材料在半導體納米材料中得到越來越廣泛的應用和研究。
圖2 Ni-P包覆納米氧化鋯復合粉體SEM圖
2、氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷復合粉體
氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷是目前人們研究最廣泛的結構陶瓷材料之一。氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷的增韌機理是基體晶粒的細化、相變韌化、微裂紋增韌、裂紋的轉向與分叉。氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷的性能主要由其在燒結過程中形成的顯微結構，而顯微結構又主要由原料的粉體狀態來決定，所以有目的地進行粉體制備和粉體性能調控、處理，以制備優質Al2O3/ZrO2納米復合陶瓷粉體是制備性能優異氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷的前提。Al2O3/ZrO2納米復合陶瓷粉體制備方法主要有機械混合法、多相懸浮液混合法、溶膠-凝膠法、化學沉淀法等。
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粉體加工行業的好幫手！
廣泛應用于陶瓷、食品、醫藥、化工、農藥、飼料、玻璃、水泥、燃料等粉體加工行業。主要用于自動防止粉體在管道、料門、料倉等輸送過程中產生粘附、堵塞和架橋。
適用于零件或結構件的疲勞試驗；料門的抖動、壓實；線性和碗式加料器，篩子和濾網；振動臺及拌和設備自動落料及防止粘附 。
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展開 氧化鋁粉體，新質生產力變革下的不可或缺
固相反應法是將兩種或以上的粉末混合，在一定的溫度和氣氛下，反應生成粉體。固相法工藝簡單易行，產量大，周期短，但粉體粒度難以控制，粒度分布寬易團聚，主要應用于對粉體的純度或粒度要求較低的領域。
（1）機械球磨法是使用氣流磨、行星磨、振動磨、球機等設備，使球磨介質與物料碰撞，利用機械力實現粉體的細化。球機類型、球磨轉速、球時間、料球比等都會影響破碎的效果和粉體的粒度分布。
（2）機械化學法又稱高能球磨法，利用機械能誘發化學反應或材料的組織結構變化，制備超細粉體。Tonejc等人以商業勃姆石為原料，通過高能球制備剛玉型氧化鋁粉體，發現高能球磨可以代替加熱過程引發化學反應和相變。
（3）非晶晶化法制備粉體是將非晶態的鋁化合物熱處理，使鋁的化合物從非晶態轉變為熱力學穩定的結晶態，得到氧化鋁粉體。
（4）燃燒法是按一定比例把反應物放入爐子中燃燒，直接得到產物的方法。該方法原料單一，工藝簡單，不產生有害氣體。
1.3 液相法
液相法又稱濕化學法,是用均相溶液反應物通過物理化學變化制備粉體的方法，主要有水熱合成法、溶膠凝膠法、微乳液法、有機醇鹽水解法、化學沉淀法等。
（1）水熱法是在密閉容器中，高溫高壓條件下以水或有機溶劑為反應介質，在臨界溫度發生水解反應，分離和熱處理制備粉體的方法。反應介質、溫度、壓力、反應時間、前驅體成分等對生成粉體的顆粒形貌、粒度及分布有很大影響。水熱法易于制備結晶良好，無團聚的超細氧化鋁粉體，但需要在高溫高壓下反應，對設備要求高，產率低，僅限于實驗室制備，不適合大規模工業化生產。
（2）溶膠凝膠法是利用鋁的有機鹽或無機鹽在低溫下反應制備前驅體溶膠，濃縮形成前驅體凝膠并發泡，熱處理煅燒制得超細氧化鋁粉體。
展開 高硬度高純度粉體超細研磨與分散技術迭代，威海圓環氮化硅磨介行業領先
高硬度高純度粉體超細研磨與分散技術迭代，威海圓環氮化硅磨介行業領先
一、超細粉體材料是大國科技競爭重要的基礎材料
超細粉體業內通常是指從微米級、亞微米級到100納米以上的一系列超細材料。材料被粉粹成超細粉體后，由于粉粒體積小、粒度分布窄、質量均勻, 從而具有表面活性高、比表面積大、燒結體強度大、溶解速度快、化學反應速度快，以及獨特的電磁性、光學性能、力學和化學等宏觀特性，因而超細粉體廣泛應用于電子信息、醫藥、化工、模具、高鐵、航天、新能源、新材料等領域。
當前，超細粉體在鋰電池材料、磁性材料、隱形隱身材料、電子陶瓷材料、超塑材料、新型冶金材料、建筑材料、高耐磨材料及半導體等材料領域的應用和研究突飛猛進，可以這么講超細粉體材料是大國科技競爭重要的基礎材料。
二、傳統高純度粉體超細研磨與分散磨介技術現狀及其優劣勢
研磨與分散超細粉體的通常要求磨介損耗污染少、粉體高細度、顆粒度窄分布等，這些對超細粉體每個理化指標的要求在研磨與分散工藝中都是一個大難題。業內高純度粉體超細研磨與分散磨介根據不同物料和工況及要求通常使用氧化鋯微珠、氧化鋯球、氧化鋯柱、氧化鋯珠等氧化鋯陶瓷材料。
▲氧化鋯微珠、氧化鋯陶瓷柱、氧化鋯球、氧化鋯陶瓷珠各種類型氧化鋯磨介
1、氧化鋯磨介在高純度粉體超細研磨與分散中技術優勢
高純度粉體超細研磨與分散中常用的是氧化鋯磨介球，氧化鋯磨介球別名釔穩定氧化鋯珠，氧化鋯球，95氧化鋯陶瓷球，鋯珠等都是常用名稱。氧化鋯研磨球表面光滑，圓整度好，流動性高，具有高抗彎強度、高韌性、強大的抗壓力和較高的耐磨性等性能優點。
氧化鋯磨介球近年來開始在磷酸鐵鋰、碳纖維、鋰電池用材料、油墨、涂料、精細陶瓷等材料的粉碎工程領域內得到廣泛使用。
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