氧化鋁的案例
納米氧化鋁應(yīng)用前景廣闊 我國(guó)亟需開(kāi)發(fā)高品質(zhì)納米氧化鋁
氧化鋁是白色晶狀粉末，氧化鋁存在多種晶型具有α、β、γ、δ、η、θ等十一種晶體，常見(jiàn)的有三種即：α-Al2O3、β- Al2O3、γ-Al2O3。α-Al2O3比表面低，具有耐高溫的惰性，但不屬于活性氧化鋁，幾乎沒(méi)有催化活性；β-Al2O3、γ-Al2O3的比表面較大，孔隙率高、耐熱性強(qiáng)，成型性好，具有較強(qiáng)的表面酸性和一定的表面堿性，被廣泛應(yīng)用作催化劑和催化劑載體。當(dāng)氧化鋁粉體粒徑向下延伸到納米級(jí)別時(shí)，在保持普通氧化鋁粉體優(yōu)良特性的同時(shí)，顯示出了常規(guī)材料所不具有的光、電、磁、熱和機(jī)械特性，納米氧化鋁作為一種新型功能材料廣泛應(yīng)用于光學(xué)、化工及特種陶瓷等多個(gè)領(lǐng)域。
晶瑞納米材料 微芯：gzjr88.
氧化鋁不同晶型的納米氧化鋁還具有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。納米 γ-Al2O3（VK-L20Y） 比表面積大、活性高，可以顯著提高催化效果，廣泛用于高效催化領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外已被廣泛用作汽車(chē)尾氣催化劑、石油煉制催化劑、加氫和加氫脫硫催化劑等的載體；β-Al2O3 具有快離子導(dǎo)電性能，燒結(jié)體可以用于制備電池； α-Al2O3 可以制備高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、高機(jī)械強(qiáng)度的陶瓷件，如切削工具、模具、磨料等。
納米氧化鋁（VK-L30/VK-L20Y）粉體尺寸介于1-100 nm之間，20世紀(jì)80年代中期H.Gleiter等首次制得，隨后經(jīng)過(guò)廣泛研究，對(duì)納米氧化鋁的認(rèn)識(shí)不斷加深，發(fā)現(xiàn)它除了具有納米效應(yīng)外，還具有表面積非常大、表面張力極大、顆粒間的結(jié)合力非常大、對(duì)光有強(qiáng)烈的吸收能力、熔點(diǎn)低、化學(xué)活性好，易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；同時(shí)氧化鋁具有良好的導(dǎo)熱性、高絕緣性等特性，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊。
展開(kāi) 迄今最高：立體光刻3D打印強(qiáng)度超1GPa的氧化鋁陶瓷
首次在3D打印的氧化鋁陶瓷中測(cè)量到高達(dá)1GPa的特征強(qiáng)度
研究人員采用的材料是來(lái)自Lithoz公司的LithaLox MS548氧化鋁光固化懸浮液和LithaLox ZTA20氧化鋁和氧化鋯（80%氧化鋁和20%氧化鋯）光固化懸浮液，制備了多層氧化鋁(A)和氧化鋁-氧化鋯(ZTA)圓盤(pán)樣品用于材料表征測(cè)試，其結(jié)構(gòu)為ZTA層嵌入在A層之間，形成A-ZTA-A的結(jié)構(gòu)。多材料結(jié)構(gòu)使用Lithoz公司新型的CeraFab Multi 2M30打印機(jī)制造，單材料結(jié)構(gòu)采用CeraFab 7500打印機(jī)制造，兩臺(tái)打印機(jī)的橫向分辨率均為40μm，在打印過(guò)程中每層以180mJ/cm2曝光。所有樣品分別在1600°C的條件下以1°C/min的加熱速率燒結(jié)2小時(shí)。
圖1：a）相對(duì)于打印方向（箭頭）的A-ZTA-A圓盤(pán)（左）和單一氧化鋁圓盤(pán)整體（右）；b）單一氧化鋁和氧化鋁-氧化鋯整體材料的樣條
此外，還打印了尺寸均為3×4 x 50mm的整體式彎曲棒，以測(cè)量單一材料（A和ZTA）的熱膨脹系數(shù)、彈性模量和斷裂韌性。如圖1（b）所示，所有彎曲桿均沿橫向打印。
經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，單一氧化鋁（A）、整體式ZTA樣品的致密度均為98%，多材料A-ZTA-A的致密度為99%。
展開(kāi) 小小球，大作為——球形氧化鋁
新能源車(chē)高景氣發(fā)展以及熱管理重要性進(jìn)一步催生熱界面材料應(yīng)用，帶動(dòng)相應(yīng)球形氧化鋁等導(dǎo)熱填料需求。在眾多導(dǎo)熱材料中，氧化鋁雖然不是導(dǎo)熱能力最強(qiáng)的填料，但其來(lái)源廣泛、價(jià)格低、且在聚合物基體中填充量大，具備高導(dǎo)熱、低填充粘度、高性價(jià)比的優(yōu)異特性，因此球形氧化鋁已然成為了“明星材料”。
來(lái)源：百度
01
引言
氧化鋁是一種白色固體材料，它無(wú)臭、無(wú)味，易吸潮而不潮解，是典型的兩性氧化物，幾乎不溶于水和非極性有機(jī)溶劑，熔點(diǎn)高達(dá)2054℃。 由于氧化鋁這些獨(dú)特的性能，使得市場(chǎng)對(duì)氧化鋁的需求量非常龐大。 氧化鋁粉體微觀性能影響其制得產(chǎn)品的宏觀性能。 在眾多氧化鋁粉體中，均勻的單分散球形顆粒由于不易團(tuán)聚，球形顆粒間的致密均勻的孔隙可有效抑制不均勻晶粒生長(zhǎng)，且其形貌規(guī)則，比表面積較小，堆積密度大流動(dòng)性好，能夠極大提高成品的應(yīng)用性能。因此，球形氧化鋁的制備成為氧化鋁粉體材料研究的熱點(diǎn)之一。其中球形氧化鋁因其具有高熱導(dǎo)率、高電阻率、低介電損耗、性價(jià)比高等眾多優(yōu)勢(shì)，被廣泛地應(yīng)用和研究，而球形填料更有助于發(fā)揮導(dǎo)熱填料的熱傳導(dǎo)功能，因此目前市場(chǎng)上用得較多的導(dǎo)熱填料主要是球形氧化鋁。
02
為什么追求“球形化”
2.1 形貌結(jié)構(gòu)
從圖中看到角鋁的形貌不規(guī)則，有棱角，表面粗糙有氣孔，粒度分布寬；從圖2中看到球鋁球形度好，無(wú)棱角，表面光滑無(wú)氣孔，粒度分布更均一。基于形貌結(jié)構(gòu)的差異，在制膠和實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中角鋁因棱角鋒利，更易磨蝕制膠設(shè)備和點(diǎn)膠設(shè)備；而球鋁球形度好可以延長(zhǎng)相關(guān)設(shè)備的使用壽命。
展開(kāi) 氧化鋁粉體，新質(zhì)生產(chǎn)力變革下的不可或缺
展開(kāi) 
重磅：朝陽(yáng)242億氧化鋁項(xiàng)目取消！
8月1日，遼寧朝陽(yáng)市政府發(fā)布公告，決定停止“朝陽(yáng)氧化鋁項(xiàng)目”。公告發(fā)布幾個(gè)小時(shí)后，朝陽(yáng)市政府就對(duì)公告內(nèi)容進(jìn)行了修改，將“停止”一詞改為了“取消”。
朝陽(yáng)日?qǐng)?bào)發(fā)布該消息后，下方幾乎全都是支持項(xiàng)目取消決定的留言。該項(xiàng)目之所以被取消，主要原因就是市民反對(duì)，即項(xiàng)目建成開(kāi)工后有可能會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)乜諝狻⑼寥馈嬘盟丛斐蓾撛谕{。
2018年5月7日，朝陽(yáng)市與錦國(guó)投(大連)發(fā)展有限公司，就年產(chǎn)1000萬(wàn)噸氧化鋁項(xiàng)目落戶朝陽(yáng)進(jìn)行簽約。據(jù)了解，年產(chǎn)1000萬(wàn)噸氧化鋁項(xiàng)目是朝陽(yáng)搶抓國(guó)家京津冀協(xié)同發(fā)展和“一帶一路”戰(zhàn)略而洽談的重大項(xiàng)目，由錦國(guó)投、錦州港、國(guó)家電力投資集團(tuán)三方共同出資。該項(xiàng)目依托錦州港，利用從幾內(nèi)亞、澳大利亞、巴西等國(guó)家進(jìn)口的鋁土礦原料，采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁技術(shù)生產(chǎn)冶金級(jí)砂狀氧化鋁產(chǎn)品。項(xiàng)目總投資約242億元，建成后可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值270億元，安排就業(yè)崗位約2000個(gè)。項(xiàng)目一期計(jì)劃于今年10月開(kāi)工建設(shè)，第一條生產(chǎn)線將于2020年6月建成投產(chǎn)。其有望成為世界上技術(shù)最先進(jìn)、單體規(guī)模最大的氧化鋁企業(yè)和全球鋁行業(yè)標(biāo)志性項(xiàng)目。
8月1日，朝陽(yáng)市常務(wù)副市長(zhǎng)曲福叢現(xiàn)場(chǎng)表態(tài)稱：“目前，該項(xiàng)目正處在征求廣大市民意見(jiàn)階段，今天經(jīng)過(guò)市政府認(rèn)真研究決定，朝陽(yáng)氧化鋁項(xiàng)目停止推進(jìn)，直到絕大多數(shù)市民都同意上再研究，如果多數(shù)市民仍反對(duì)，市政府將不再上這個(gè)項(xiàng)目。”
展開(kāi) 迄今最高：立體光刻3D打印強(qiáng)度超1GPa的氧化鋁陶瓷
首次在3D打印的氧化鋁陶瓷中測(cè)量到高達(dá)1GPa的特征強(qiáng)度
研究人員采用的材料是來(lái)自Lithoz公司的LithaLox MS548氧化鋁光固化懸浮液和LithaLox ZTA20氧化鋁和氧化鋯（80%氧化鋁和20%氧化鋯）光固化懸浮液，制備了多層氧化鋁(A)和氧化鋁-氧化鋯(ZTA)圓盤(pán)樣品用于材料表征測(cè)試，其結(jié)構(gòu)為ZTA層嵌入在A層之間，形成A-ZTA-A的結(jié)構(gòu)。多材料結(jié)構(gòu)使用Lithoz公司新型的CeraFab Multi 2M30打印機(jī)制造，單材料結(jié)構(gòu)采用CeraFab 7500打印機(jī)制造，兩臺(tái)打印機(jī)的橫向分辨率均為40μm，在打印過(guò)程中每層以180mJ/cm2曝光。所有樣品分別在1600°C的條件下以1°C/min的加熱速率燒結(jié)2小時(shí)。
圖1：a）相對(duì)于打印方向（箭頭）的A-ZTA-A圓盤(pán)（左）和單一氧化鋁圓盤(pán)整體（右）；b）單一氧化鋁和氧化鋁-氧化鋯整體材料的樣條
此外，還打印了尺寸均為3×4 x 50mm的整體式彎曲棒，以測(cè)量單一材料（A和ZTA）的熱膨脹系數(shù)、彈性模量和斷裂韌性。如圖1（b）所示，所有彎曲桿均沿橫向打印。
經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，單一氧化鋁（A）、整體式ZTA樣品的致密度均為98%，多材料A-ZTA-A的致密度為99%。
展開(kāi) 北京化工大學(xué)盧詠來(lái)教授課題組：基于凝膠多糖及泡沫模板的三維氧化鋁導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備
基與上述背景，北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院盧詠來(lái)教授課題組采用發(fā)泡法，通過(guò)對(duì)氧化鋁以及凝膠多糖懸浮液進(jìn)行發(fā)泡，利用泡沫將氧化鋁及凝膠多糖排斥到泡孔之間，然后在一定溫度下加熱，發(fā)揮凝膠多糖的快速凝膠特性，將導(dǎo)熱通路固定下來(lái)。圖1顯示了制備的過(guò)程。圖2顯示了形成的導(dǎo)熱通路的結(jié)構(gòu)。
圖1
3D-Al2O3-PDMS
復(fù)合材料的制備流程示意圖
.
圖
2
氧化鋁骨架材料的
SEM
圖像：
(a-d)
不同氧化鋁含量的氧化鋁骨架材料；
(e-f)骨架材料上的開(kāi)孔；
(g-i)在氮?dú)庵杏?00 ℃加熱的氧化鋁骨架材料.
得到導(dǎo)熱骨架材料后，他們通過(guò)真空浸漬的方法將PDMS注入到骨架材料的泡孔中，PDMS固化后制得復(fù)合材料。圖3是制備的復(fù)合材料截面的SEM圖以及EDS圖，它們展示了復(fù)合材料中氧化鋁和PDMS的存在狀態(tài)。
圖3 3D-Al2O3-PDMS的微觀結(jié)構(gòu): (a-c) SEM圖片；(d) 3D-Al2O3-PDMS的SEM圖像以及Si、Al和O元素的EDS圖像.
圖4(a)顯示了氧化鋁凝膠復(fù)合材料和通過(guò)無(wú)規(guī)共混法制備的復(fù)合材料它們的熱導(dǎo)率對(duì)氧化鋁負(fù)載量的依賴性。通過(guò)兩種方法制備的復(fù)合材料的熱導(dǎo)率都隨著氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高而逐漸增大。當(dāng)填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大，填料逐漸在基體中構(gòu)建起導(dǎo)熱通路，使得聲子由交替通過(guò)基體和填料的方式，逐漸轉(zhuǎn)向更多地在連接起來(lái)的填料網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)。
展開(kāi) 納米材料三氧化二鋁在氧化鋁陶瓷中的應(yīng)用
氧化鋁陶瓷（alumina ceramics ）是一種以α-Al2O3（VK-L30）為主晶相的陶瓷材料，由于α-Al2O3具有熔點(diǎn)高，硬度大，耐化學(xué)腐蝕，優(yōu)良的介電性，是氧化鋁各種形態(tài)中最穩(wěn)定的晶型，也是自然界中惟一存在的氧化鋁的晶型。
用α-Al2O3（VK-L30）為原料制備的氧化鋁陶瓷結(jié)構(gòu)件材料，其機(jī)械性能、高溫性能、介電性能及耐化學(xué)腐蝕性能都是非常優(yōu)異的。
【關(guān)于氧化鋁的添加量】
加入0.5~1%的納米三氧化二鋁(VK-L30)，可以使Al2O3瓷的燒結(jié)溫度降低150~200℃ ，大大節(jié)約能源，并且納米三氧化二鋁不屬于外來(lái)雜質(zhì)，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
【關(guān)于納米三氧化二鋁燒結(jié)陶瓷的性能】
(1)機(jī)械強(qiáng)度高。Al2O3瓷燒結(jié)產(chǎn)品的抗彎強(qiáng)度可達(dá)250MPa，熱壓產(chǎn)品可達(dá)500MPa。 Al2O3成分愈純，強(qiáng)度愈高。強(qiáng)度在高溫下可維持到900℃。利用其機(jī)械強(qiáng)度，可以制成裝置瓷和其他機(jī)械構(gòu)件。添加納米氧化鋁燒結(jié)的陶瓷強(qiáng)度提高，不容易斷裂。
(2)電阻率高，電絕緣性能好。常溫電阻率1015Ω·cm，絕緣強(qiáng)度15kV/mm。利用其絕緣性和強(qiáng)度，可以制成基板、管座、火花塞、電路管殼等。
(3)硬度高。莫氏硬度為9，加上優(yōu)良的抗磨損性，廣泛用以制造磨輪、磨料、拉絲模、擠壓模、軸承等。
(4)熔點(diǎn)高，抗腐蝕。熔點(diǎn)2050 ℃，能較好地抗Be、Sr、Ni、Al、V、Ta、Mn、Fe、Co等熔融金屬的侵蝕。對(duì)NaOH、玻璃、爐渣的侵蝕也有很高的抵抗能力。因此可用作耐火材料、爐管、玻璃拉絲坩堝、空心球、熱電偶保護(hù)套等。
(5)化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良。許多復(fù)合的硫化物、磷化物、氯化物、氧化物等以及硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸均不與Al2O3作用。因此Al2O3可以制成坩堝、人體關(guān)節(jié)、人工骨、羥基磷灰石涂層多晶氧化鋁陶瓷人工牙齒等。
(6)光學(xué)特性。
展開(kāi) 氧化鋁在導(dǎo)熱絕緣高分子復(fù)合材料中的應(yīng)用
氧化鋁（VK-L04R,VK-L600D）通常作
為填料應(yīng)用于絕緣導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料。
2 氧化鋁的形態(tài)及表面處理
2.1 氧化鋁（VK-L04R,VK-L600D）作為導(dǎo)熱絕緣材料的特點(diǎn)
具有導(dǎo)熱電絕緣性能的填料很少。常見(jiàn)的幾種及其熱導(dǎo)率分別見(jiàn)表1。實(shí)驗(yàn)研究證明，當(dāng)填料與基體熱導(dǎo)率之比大于100時(shí)。提高填料導(dǎo)熱系數(shù)已意義不大。這 就意味著應(yīng)用電絕緣填料如Al2O3，MgO、BeO、AlN等可制備具有較高導(dǎo)熱性能的電絕緣復(fù)合材料.與其他填料相比Al2O3（VK-L04R,VK-L600D）的導(dǎo)熱率不高，但是其價(jià)格較低，來(lái)源較廣，填充量較大，常用作絕緣導(dǎo)熱聚合物的填料。Al2O3通常單獨(dú)使用或與其他填料混合使用。
2.2 Al2O3的表面處理方法
Al2O3常用偶聯(lián)劑或表面處理劑進(jìn)行表面處理，以提高樹(shù)脂基體和填料的相容性，從而提高基體材料的導(dǎo)熱性能和不顯著降低其力學(xué)性能。如周文英舊用的鈦酸酯 偶聯(lián)劑處理SiC及Al2O3粉末，張曉輝等用偶聯(lián)劑表面處理Al2O3，粒子后填充環(huán)氧膠粘劑 ．與未經(jīng)表面處理直接填充所得的環(huán)氧膠粘劑相比,其熱導(dǎo)率提高了 10％，獲得的最大熱導(dǎo)率為1.236W·(m·k）-1
3 氧化鋁在導(dǎo)熱絕緣材料中的應(yīng)用
Al2O3（VK-L04R,VK-L600D）常用作絕緣導(dǎo)熱聚合物的填料，廣泛應(yīng)用于導(dǎo)熱塑料、導(dǎo)熱橡膠、導(dǎo)熱粘合劑、導(dǎo)熱涂料。
3.1 導(dǎo)熱塑料
麥堪成等研究表明加人Al2O3（VK-L04R,VK-L600D）使聚丙烯(PP)的導(dǎo)熱系數(shù)提高，且Al2O3/PP復(fù)合 材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨Al2O3用量增加而提高。加入第3組分Cu、ZnO、A1和石墨 ，進(jìn)一步提高Al2O3復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)。
展開(kāi) 中國(guó)鋁業(yè)：全面的BIM解決方案為印尼首個(gè)氧化鋁項(xiàng)目節(jié)省1.58 億元
BIM學(xué)習(xí)網(wǎng)
數(shù)字化設(shè)定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
作為“一帶一路”的重點(diǎn)項(xiàng)目，這個(gè)氧化鋁項(xiàng)目充分利用中國(guó)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和印尼的豐富資源，符合兩國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略，并促進(jìn)了兩國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。SAMI 利用 Bentley 的智能數(shù)字化設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，在自主開(kāi)發(fā)的符合鋁行業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境中建立了屬性信息豐富的全屬性數(shù)字模型。通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目，SAMI 不僅成為數(shù)字化設(shè)計(jì)領(lǐng)域的先驅(qū)，得以在國(guó)際上競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)也在轉(zhuǎn)變整個(gè)鋁行業(yè)，設(shè)定了數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)。
來(lái)源：中國(guó)勘察設(shè)計(jì)信息網(wǎng)
磨粒十字刻劃氧化鋁陶瓷損傷仿真云圖
通過(guò)ANSYS/LSDYNA軟件建立雙磨粒90°刻劃氧化鋁陶瓷表面，材料用JH-2本構(gòu)，損傷失效選用最大拉伸失效，因此fs設(shè)為負(fù)值，金剛石磨粒為自然界最硬的物質(zhì)，選用rigid本構(gòu)。通過(guò)速度曲線加載方式定義磨粒的運(yùn)動(dòng)方式，模型建立完成后于LSDYNA Solver求解，最終結(jié)果用LSPP查看，得出的損失云圖如下圖所示。
佳能也開(kāi)始做陶瓷3D打印機(jī)了，高分辨率氧化鋁基陶瓷材料
基材是氧化鋁基陶瓷粉末，其與選擇性激光熔融3D打印機(jī)一起燒結(jié)。與使用SLA（立體光刻）3D打印機(jī)固化的其他陶瓷注入樹(shù)脂不同，在最終退火烘烤中經(jīng)歷高達(dá)20％的收縮，佳能陶瓷部件在退火階段后的尺寸差異小于0.8％。尺寸精度對(duì)于聯(lián)鎖零件和工業(yè)設(shè)備至關(guān)重要，佳能的目標(biāo)是陶瓷的耐熱性和耐腐蝕性。
通過(guò)觀察它們的打印樣品，復(fù)雜的幾何形狀對(duì)于陶瓷材料來(lái)說(shuō)沒(méi)有問(wèn)題。佳能計(jì)劃將此技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，其中兼容性和定制是特別重要的因素。 能夠以更經(jīng)濟(jì)的方式生產(chǎn)小批量產(chǎn)品可以為醫(yī)院節(jié)省一大筆錢(qián)。
其實(shí)佳能早就開(kāi)始介入3D打印領(lǐng)域了，2015年10月，佳能發(fā)布了一款光固化3D打印機(jī)。這款設(shè)備具有許多優(yōu)勢(shì)，包括行業(yè)內(nèi)最高精度及最高表面光潔度，更高的打印速度，更短的設(shè)定時(shí)間，更簡(jiǎn)單的后處理，以及可使用多種通用型樹(shù)脂材料等。所以，它非常適用于產(chǎn)品的快速迭代和小批量生產(chǎn)。
2016年12月21日，佳能中國(guó)公司推舉辦了“魅立方”3D打印機(jī)媒體發(fā)布會(huì)，當(dāng)時(shí)佳能推出的是瞄準(zhǔn)教育市場(chǎng)的FDM桌面級(jí)3D打印機(jī)。
雖然佳能也是以2D打印巨頭的身份切入3D打印，但是在市場(chǎng)上尚未取得比較大的成功，不知道此次推出的陶瓷3D打印機(jī)會(huì)不會(huì)帶來(lái)比較大的改觀。
其實(shí)，目前的陶瓷3D打印機(jī)，也已經(jīng)不少了。例如2018年3月26日南極熊報(bào)道的幾個(gè)廠商。
北京十維科技
十維科技由清華校友創(chuàng)立于2014年。
展開(kāi) 國(guó)產(chǎn)氮化硅陶瓷基板升級(jí)SiC功率模塊，提升新能源汽車(chē)五項(xiàng)重要性能
氧化鋁陶瓷基板和氮化鋁陶瓷基板普遍使用的DBC直接覆銅工藝，DBC直接覆銅是利用共晶鍵合法工藝制備而成，覆銅層與氧化鋁陶瓷基板和氮化鋁陶瓷基板之間沒(méi)有粘結(jié)材料，采用氧化鋁陶瓷基板或氮化鋁陶瓷基板的半導(dǎo)體電子器件在高溫服役過(guò)程中，往往會(huì)因?yàn)殂~和氧化鋁陶瓷基板或氮化鋁陶瓷基板之間的熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致銅層從氧化鋁陶瓷基板或氮化鋁陶瓷基板表面剝離，因此傳統(tǒng)的采用DBC工藝的氧化鋁陶瓷基板或氮化鋁陶瓷基板已經(jīng)難以滿足高溫、大功率、高散熱、高可靠性的SiC碳化硅汽車(chē)電子功率器件模塊封裝要求。
采用Si3N4-AMB工藝氮化硅陶瓷覆銅基板則是利用包括鈦Ti、鋯Zr、鉭Ta、鈮Nb、釩V、鉿Hf等活性金屬元素可以潤(rùn)濕陶瓷表面的特性，將銅層通過(guò)活性金屬釬料釬焊在Si3N4氮化硅陶瓷基板上。通過(guò)活性金屬釬焊AMB工藝形成的銅與陶瓷界面粘結(jié)強(qiáng)度更高，且Si3N4氮化硅陶瓷基板相比Al2O3氧化鋁陶瓷基板和AlN氮化鋁陶瓷基板同時(shí)兼顧了優(yōu)異的機(jī)械性能和良好的導(dǎo)熱性，因此采用Si3N4-AMB工藝氮化硅陶瓷覆銅基板各方面性能比較均衡，在高溫下的工作可靠性能更強(qiáng)，所以說(shuō)氮化硅陶瓷覆銅基板是氧化鋁陶瓷基板和氮化鋁陶瓷基板升級(jí)迭代產(chǎn)品，是SiC汽車(chē)電子功率器件模塊封裝理想之選。
二、氮化硅陶瓷基板升級(jí)SiC功率模塊，提升新能源汽車(chē)五項(xiàng)重要性能
碳化硅SiC作為寬禁帶半導(dǎo)體材料，相對(duì)于Si硅基器件具有禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高、擊穿電場(chǎng)高、電子飽和速率高、抗輻射能力強(qiáng)等諸多優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，尤其是在高頻、高溫、高壓等工作場(chǎng)景中，有著易散熱、小體積、 高功率、低能耗等一眾明顯的優(yōu)勢(shì)。
展開(kāi) 關(guān)于陽(yáng)極氧化工藝，您需要知道哪些事情?
在醫(yī)療領(lǐng)域，陽(yáng)極氧化鋁件通常用于外科手術(shù)器械、假肢、矯形器等。陽(yáng)極氧化涂層使這些醫(yī)療器械擁有更光滑易清潔的表面，更耐磨耐腐蝕，在醫(yī)療領(lǐng)域中有極廣的應(yīng)用場(chǎng)景。
在行業(yè)場(chǎng)景中，陽(yáng)極氧化鋁可被應(yīng)用于各種產(chǎn)品中。比如機(jī)器部件，電器外殼和支架。涂層提升了鋁件耐用耐腐蝕的性能，使之可以承受更惡劣的使用環(huán)境，有助于提升產(chǎn)品性能，滿足客戶需求。
一文了解納米氧化鋯復(fù)合陶瓷粉體
圖2 Ni-P包覆納米氧化鋯復(fù)合粉體SEM圖
2、氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷復(fù)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(jié)構(gòu)陶瓷材料之一。氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷的增韌機(jī)理是基體晶粒的細(xì)化、相變韌化、微裂紋增韌、裂紋的轉(zhuǎn)向與分叉。氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷的性能主要由其在燒結(jié)過(guò)程中形成的顯微結(jié)構(gòu)，而顯微結(jié)構(gòu)又主要由原料的粉體狀態(tài)來(lái)決定，所以有目的地進(jìn)行粉體制備和粉體性能調(diào)控、處理，以制備優(yōu)質(zhì)Al2O3/ZrO2納米復(fù)合陶瓷粉體是制備性能優(yōu)異氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷的前提。Al2O3/ZrO2納米復(fù)合陶瓷粉體制備方法主要有機(jī)械混合法、多相懸浮液混合法、溶膠-凝膠法、化學(xué)沉淀法等。
氧化鋯增韌氧化鋁復(fù)合陶瓷系統(tǒng)中，氧化鋁是一種高強(qiáng)度的基體，填隙的氧化鋯提供相變?cè)鲰g機(jī)制，利用ZrO2的相變特性對(duì)陶瓷材料進(jìn)行增韌仍是今后陶瓷增韌研究的主要課題之一。
氧化鋯增韌氧化鋁復(fù)合陶瓷具有優(yōu)良的抗腐蝕性、抗熱振性、較高的強(qiáng)度和韌性，具有廣泛的應(yīng)用前景。用氧化鋯增韌氧化鋁復(fù)合陶瓷可以制作陶瓷刀具用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄鐵和合金的加工，還可以制成工程陶瓷的界面結(jié)構(gòu)，以延長(zhǎng)工程材料的使用壽命，用氧化鋯增韌氧化鋁可以制成耐磨瓷球，因?yàn)?em>氧化鋁陶瓷材料具有良好的生物相容性，還可以作為生物醫(yī)用材料，用于硬組織(牙齒)的重建和修復(fù)。
3、氮化硼-氧化鋯復(fù)合粉體
氮化硼-氧化鋯復(fù)合粉體制備是利用機(jī)械混合法，以氮化硼、氧化鋯和添加助劑為主要原料，經(jīng)混合配料后在酒精介質(zhì)中球磨混料，干燥后制備得到復(fù)合粉體。其后裝模在熱壓燒結(jié)爐中燒成氮化硼氧化鋯復(fù)合陶瓷。由純氮化硼本身燒結(jié)能力差，難以燒結(jié)致密化，一般情況下需添加CaO、B2O3、Al2O3、ZnO等作為燒結(jié)助劑。
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