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陶瓷基片用的CBN氮化鋁導(dǎo)熱粉:從傳統(tǒng)到高效

文章出處:產(chǎn)品百科 責(zé)任編輯:東莞東超新材料科技有限公司 發(fā)表時(shí)間:2024-06-26
        氮化鋁陶瓷基片的成型工藝在追求高性能的同時(shí),也在不斷尋求成本和效率的優(yōu)化。傳統(tǒng)的干壓和等靜壓成型方法雖然能夠制備高性能的AlN塊體材料,但成本較高且效率低下,不適用于大規(guī)模生產(chǎn)。因此,新型的成型工藝如流延、注凝和注射成型應(yīng)運(yùn)而生,特別是流延成型工藝,已成為制備高導(dǎo)熱AlN陶瓷基片的主要方法。這些新型工藝不僅提高了效率,也降低了成本,使得AlN陶瓷基片的規(guī)?;a(chǎn)成為可能。
       流延成型工藝,也稱為括刀成型法,通過在AlN漿體中添加溶劑、分散劑、黏結(jié)劑和增塑劑等添加劑,可以改善其流動(dòng)性并提高力學(xué)性能,從而制備出高性能的AlN陶瓷基片。

       流延等靜壓復(fù)合成型工藝則是一種結(jié)合了流延成型和等靜壓成型的方法,旨在彌補(bǔ)流延成型中固相體積含量低和結(jié)構(gòu)松散的問題。這種工藝保留了流延成型素坯的延展性,并通過等靜壓二次成型來提高致密度,從而制備出高致密度、高導(dǎo)熱的AlN基片。

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       工具陶瓷的主要材料包括立方氮化硼(CBN)、硬質(zhì)合金和金剛石。這些材料具有高硬度、良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,適用于各種難加工材料的切削加工,廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工刀具、模具、礦山工具等領(lǐng)域。
        
       在工業(yè)和精密制造領(lǐng)域,工具陶瓷是一種關(guān)鍵的材料,它們因其高硬度、耐磨性和優(yōu)異的物理性能而被廣泛應(yīng)用。以下是三種主要的工具陶瓷材料及其特點(diǎn)和應(yīng)用:
       1. 立方氮化硼(CBN):
       立方氮化硼是一種硬度極高的材料,僅次于金剛石。它具有立方晶體結(jié)構(gòu),出色的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,使其成為加工難加工材料如淬火鋼、耐磨鑄鐵、熱噴涂材料和鎳等理想的選擇。CBN可以制成刀具、磨具、拉絲模等,用于各種金屬加工和硬質(zhì)材料的加工。
       2. 硬質(zhì)合金:

       硬質(zhì)合金主要由碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC、VC)和粘結(jié)劑(主要為鈷)組成。它們具有極高的硬度和熱硬性,耐磨性極佳,適用于高強(qiáng)度和高精度的機(jī)械加工。硬質(zhì)合金刀具的切削速度比高速鋼高出4到7倍,壽命提高5到8倍。由于其硬度極高和性脆,硬質(zhì)合金通常制成刀片并鑲嵌在刀桿上使用。它們主要用于機(jī)械加工刀具、模具、礦山工具、地質(zhì)和石油鉆頭等。

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       3. 金剛石:

       天然金剛石(鉆石)因其名貴的裝飾品而廣為人知,而合成金剛石在工業(yè)上應(yīng)用廣泛。金剛石是自然界中最硬的物質(zhì),具有極高的彈性模量和導(dǎo)熱率,同時(shí)具有良好的絕緣性能。金剛石可用于鉆頭、刀具、磨具、拉絲模和修整工具,進(jìn)行超精密加工,達(dá)到鏡面光潔度。然而,金剛石刀具的熱穩(wěn)定性較差,與鐵族元素親和力大,因此不適合加工鐵、鎳基合金。它們主要用于加工非鐵金屬和非金屬材料,如陶瓷、玻璃、石料、混凝土、寶石和瑪瑙等。


       除了上述應(yīng)用,氮化鋁(AlN)也具有廣泛的應(yīng)用,尤其是在高溫和高壓環(huán)境中。氮化鋁陶瓷具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性、電絕緣性和低的介電常數(shù),常用于封裝基板材料。它還用于環(huán)氧樹脂/AlN復(fù)合材料,提高材料的熱導(dǎo)率和強(qiáng)度;作為透明陶瓷材料,提供優(yōu)異的光學(xué)性能,用于電子光學(xué)器件的高溫紅外窗口和整流罩的耐熱涂層;在機(jī)械行業(yè)材料中,用于提高某些易氧化金屬或非金屬的抗氧化和耐磨性能;作為高溫結(jié)構(gòu)材料,具有良好的耐蝕性和穩(wěn)定性,可用于制備熱電偶保護(hù)管和燒結(jié)器具,以及重要的半導(dǎo)體制造裝備的高端零部件。
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