一、氮化铝陶瓷低温烧结助剂体系的研究(论文文献综述)
李洪钢[1](2021)在《LED封装基板超精密磨削表面材料去除机理》文中提出氮化铝陶瓷具有优异的导热性能,被应用于大功率LED的封装基板。为实现LED微型化和集成化封装,氮化铝陶瓷基板应具备基板厚度薄、面型精度高以及亚表面近无损伤的加工要求。然而,氮化铝陶瓷属于硬脆难加工材料,加工表面易产生微裂纹损伤,严重影响基板强度和可靠性。超精密磨削技术被认为是实现硬脆材料高效低损伤加工的最有前景的加工技术。目前,针对氮化铝陶瓷基板的超精密磨削加工技术研究较少,在超精密磨削下的表面损伤类型以及材料去除机理还缺乏系统研究。因此,深入研究氮化铝陶瓷在超精密磨削下的材料去除机理和损伤形成规律,对于陶瓷基板的高效低损伤超精密加工具有指导意义。论文的主要研究内容和结论如下:(1)通过纳米压痕与维氏压痕实验,研究了氮化铝陶瓷基板在微纳米尺度下的材料力学特性。实验结果表明,氮化铝陶瓷基板的纳米硬度13.88±1.6GPa,弹性模量325.32±7.2GPa,弹性回复率27.45%~29.11%,断裂韧性2.07~2.23MPa?m1/2。氮化铝陶瓷在微纳米尺度下具有硬度和强度分布各向异性的特点,裂纹易沿晶界扩展。以上实验结果可为后续的理论建模提供数据支撑。(2)通过纳米划痕实验系统研究了划痕深度和划痕速度对材料变形过程的影响规律。连续变载荷纳米划痕实验表明,随着划痕载荷的线性增加,氮化铝陶瓷的材料去除过程存在明显的脆塑性转变现象。结合材料力学特性、脆塑性转变临界切削深度模型以及载荷-划痕深度曲线分析可得,氮化铝陶瓷的脆塑性转变临界切削深度在140~240nm。不同划痕速度下的纳米划痕实验表明,提高划痕速度可以减小压头划痕深度,减少裂纹损伤,有利于材料的塑性去除。建立考虑应变率效应的划痕应力场分布模型表明,提高划痕速度降低压头正下方的最大主应力,是减少裂纹损伤促进塑性变形的根本原因。(3)通过氮化铝陶瓷基板的超精密磨削实验,探究了不同材料去除方式下的表面/亚表面损伤类型。在#325、#600砂轮粗磨阶段,磨削表面/亚表面损伤类型为脆性断裂和晶粒剥落留下的破碎坑。在#2000、#5000砂轮精磨阶段,磨削表面损伤类型为磨粒划擦留下的塑性磨纹,亚表面未见明显裂纹。对比磨粒切削深度和脆塑性转变临界切削深度,可以发现,当磨粒切削深度小于140nm时,材料将会以塑性去除。采用#2000和#5000金刚石砂轮超精密磨削可实现氮化铝陶瓷基板的塑性域低损伤加工。
何庆[2](2020)在《纳米氮化铝粉末的制备、烧结及性能研究》文中认为氮化铝(AlN)陶瓷由于其优异的性能目前在集成电路、半导体、微波器件、红外窗口、蒸发舟皿等领域有着广泛的应用和巨大的潜力。现有的利用碳热还原法制备AlN粉末的生产工艺存在碳热还原温度高、原料混合均匀难、原料获取难、能耗高等突出问题。溶液燃烧合成(SCS)作为一种适合制备纳米粉末的有效方法,具有所合成产物活性高、成分均匀、原料易获取、能耗低等众多优势。本文将利用这种方法来制备纳米AlN粉末,研究内容主要包括以下几个方面:(1)采用溶液燃烧合成无定形A1203和C的混合前驱体,以NH3作为反应气体,成功制备出超细纳米AlN粉末。研究了燃烧气氛对合成前驱体的粒度形貌、碳含量以及比表面积的影响,对比不同气氛中燃烧合成前驱体进行碳热还原反应的差异。在Ar中燃烧合成前驱体的碳铝原子比为4.4:1,比表面积为7.4m2/g,在1000℃氮化就生成AlN相,在1300℃氮化2h实现完全氮化,获得粒径20~30nm的超细纳米AlN粉末。无助剂纳米AlN粉末常压1600℃烧结4h后致密度达到98.5%。热力学计算结果表明,无定形Al2O3在NH3中进行碳热还原反应的热力学开始温度为1068℃,无定形A1203在热力学上的开始氮化温度要比γ-Al2O3低50℃。(2)研究了溶液燃烧合成前驱体在低温氮化过程中的物相变化,研究了前驱体中C对A1203结晶相变及碳热还原反应的影响,研究了 AlN颗粒的形核和结晶规律。以N2为反应气体,燃烧合成前驱体的开始氮化温度为]300℃,比球磨混合前驱体的低200℃。在1500℃氮化2h实现完全氮化,获得粒径80~1 00nm的纳米AlN粉末。在碳热还原反应过程中,C不仅起到了还原A12O3的作用,同时抑制了 A1203从高活性晶型向稳定晶型的转变。在燃烧合成前驱体的碳热还原反应过程中,无定形A1203在转变成结晶态A12O3之前,优先与C发生碳热还原反应生成AlN相,这无疑加快了氮化反应进程。AlN相的生成主要分为以下几个阶段,在氮化反应开始阶段,无定形态AlN首先在前驱体的片状颗粒上均匀形核;随后局部区域的无定形态AlN优先发生结晶转变;随着氮化反应的进行,不断发生AlN的形核、结晶和长大;最终所有的A1203全部转变成AlN后,达到完全氮化。(3)研究了溶液燃烧合成纳米AlN粉末的常压烧结致密化规律,研究了烧结助剂、压制压力以及预处理对致密度、显微组织及陶瓷性能的影响。无助剂纳米AlN粉末进行常压烧结时,1700℃烧结4h致密度达到98.4%,维氏硬度和抗弯强度分别为1040HV0.3和277.41MPa。添加3%氧化钇的纳米AlN粉末常压1600℃烧结4h致密度达到99.5%,维氏硬度和抗弯强度分别达到1310HV0.3和350.34MPa。纳米AlN粉在较低压制压力成形后烧结就可以获得高致密度的陶瓷,压制压力过高时坯体会在卸压后发生弹性膨胀,在生坯中产生孔隙和裂纹,从而造成陶瓷致密度和力学性能下降。对AlN脱脂坯进行预处理能降低坯体的氧、碳含量,随着陶瓷中氧含量的降低,第二相种类由富铝盐向着富钇盐转变。预处理提高了 AlN陶瓷的抗弯强度和热导率,经预处理的AlN陶瓷中,1300℃预处理5h的AlN陶瓷抗弯强度为最高值549.28MPa,比未预处理的AlN陶瓷提高了 59.0%,在1500℃预处理10h的AlN陶瓷热导率为最高值144.98W/m·K,比未预处理的AlN陶瓷提高了36.5%。
丁利文,范桂芬,李镜人,姚宜峰,吕文中[3](2016)在《AlN陶瓷的性能及应用》文中提出AlN陶瓷具有高硬度、与硅相接近的线膨胀系数、高电阻率、低介电常数、低介电损耗以及无毒、耐高温、耐腐蚀等特性,力学性能良好,在电子、机械、复合材料等领域有着广泛的应用。尤其是因为具有高热导率,Al N陶瓷已经成为理想的半导体基板和封装材料之一。本文回顾了Al N陶瓷的发展历程,着重评述了Al N陶瓷的制备技术、性能及应用等方面的研究进展,并对其面临的技术困难及发展方向进行了展望。
陈淑文[4](2015)在《AlN粉体的合成与烧结机制研究》文中研究指明本文采用碳热还原法和自蔓延高温合成法制备了AlN粉体,并且通过无压和热压两种方式,烧结出AlN陶瓷,利用XRD、SEM、EDS等手段,研究了AlN粉体的合成及烧结机制。结果表明:(1)采用碳热还原法制备氮化铝粉体,以氢氧化铝为铝源,在1500℃下可获得单一的Al N产物。将氢氧化铝预先进行球磨粉碎,可以明显减小氮化产物颗粒的尺寸,有利于后期的烧结。采用自蔓延高温合成氮化铝粉体,在产物中存在由细小的AlN颗粒组成的大团聚体,即使原始Al颗粒的尺寸比较大(d50=28.76μm),合成AlN颗粒的尺寸仍比较小(d50=3.01μm)。其机制为:在自蔓延高温合成过程中,当燃烧波经过时,液相Al反复流动,由于时间极短,因而氮化合成的Al N颗粒尺寸会受到限制。(2)以自蔓延高温合成的氮化铝粉体为原料,添加不同量的Y2O3,当烧结温度在1830℃以上时,即可获得致密的AlN陶瓷。当Y2O3添加量为5 wt%时,1850℃烧结4 h,致密度和热导率分别达到3.34 g/cm3和172 W/m?K。添加剂含量和烧结温度均对晶粒的形貌和尺寸产生重要的影响。氮化铝陶瓷的极化形式主要为空间电荷极化。随Y2O3添加量的增加,介电常数先上升后下降;随烧结温度升高,介电常数逐渐下降。当氮化铝烧结体基本致密时,弯曲强度主要受晶粒尺寸的影响,晶粒尺寸越小弯曲强度越高。(3)当采用Sm2O3添加剂时,随Sm2O3添加量的增加,AlN烧结体的致密度下降。主要机制为:Sm-Al-O液相形成温度比Y-Al-O高且晶界流动性和润湿性差,易以块状团聚于晶界间。而采用Sm2O3-Y2O3复合添加剂时,由于Sm-Al-O与Y-Al-O液相可形成互溶,因此,AlN烧结体的致密度并不会显着下降。(4)当采用热压烧结时,添加1 wt%CaF2-3 wt%Y2O3复合添加剂,可以在较低温度下获得致密化的氮化铝陶瓷,且晶粒尺寸小,生长发育完整。而单纯添加Y2O3,在1650℃下难以形成液相,致密化程度较低。
李宏伟[5](2014)在《大功率LED用高热导率氮化铝陶瓷基座的制备与封装研究》文中研究指明本文以研究大功率LED为导向,首先为节约成本且获得高热导率的氮化铝陶瓷基板材料,在AlN粉体中添加自主合成的低熔点氧化物CaMgSi2O6作为低温烧结助剂,探讨其单独添加以及与Y2O3、纳米AlN粉体复合添加后,对氮化铝陶瓷烧结性能、热性能及机械性能的影响规律,从而得到综合性能良好的AlN陶瓷基板材料;其次研究AlN陶瓷金属化所用银浆料中玻璃相的变化对Ag浆料性能的影响,以CBS(40%CaO、20%B2O3、40%SiO2)玻璃为基础玻璃料,探讨CBS玻璃组分含量的变化以及添加金属氧化物BaO、Li2O和ZnO、MgO后对Ag浆性能的影响,探寻适宜作为Ag浆粘结相的玻璃组分及组分含量,获得与氮化铝陶瓷具有高强度结合的Ag浆料。最后设计氮化铝陶瓷基板电路图并利用制备的银浆按照图案进行丝网印刷金属化,配合其它LED器件对大功率LED进行封装,并探讨封装过程中焊线温度对焊接强度的影响、荧光胶量的控制以及具体工艺操作等实际应注意的问题,并对封装后的成品LED点亮后的基板温度进行测试,来检验氮化铝陶瓷基板的散热能力。(1)系统研究了以CaMgSi2O6为单一烧结助剂,以及与Y2O3、纳米AlN粉体复合添加到AlN中后氮化铝陶瓷的低温烧结机理,探讨烧结助剂添加后对氮化铝陶瓷各项性能的影响规律,特别是助剂添加后第二相产生对AlN陶瓷热导率的影响,最终获得致密的氮化铝陶瓷体积密度达到理论密度的98.4%,热导率为112.44W/m·K。(2)以CBS玻璃为基础玻璃组分,研究其组分含量的变化及添加金属氧化物BaO、Li2O和MgO、ZnO后对氮化铝陶瓷基板浸润性及玻璃软化性能的影响,利用玻璃熔融冷却后获得机械粘结力的机理,达到金属层牢固附在氮化铝陶瓷表面的目的,并探讨不同玻璃含量改性的Ag浆与氮化铝陶瓷金属化结合强度变化规律,最终获得对氮化铝陶瓷金属化后剪切强度为21.3Mpa的Ag浆料。(3)设计AlN陶瓷基板的电路图,然后进行丝网印刷金属化,在850℃烧结固化后获得高热导率氮化铝陶瓷基座,再经点胶固晶、烘烤固化、焊线、点荧光粉等工序对大功率LED进行封装,探讨封装工艺流程中各个工序存在的难点及一些实际操作问题,最后封装得到功率分别为30W和60W的大功率LED,经点亮后通过测试基板在30s内每经过5s的温度变化来检测其散热能力。
许珂洲[6](2014)在《氮化铝陶瓷的致密化研究》文中进行了进一步梳理以氧化铝粉和酚醛树脂碳粉为起始原料,采用碳热还原法制备出了氮化铝粉体;通过制得的氮化铝粉体,采用无压烧结制备出AlN陶瓷。研究了烧结温度对合成氮化铝粉体的影响;烧结温度、添加剂的种类和用量、保温时间等对氮化铝陶瓷致密化的影响,以及氮化铝致密度与其硬度性能的关系。研究结果表明:1)在16001800℃随温度的升高有利于氮化铝粉体的合成、结晶性的提高。在烧结温度为1800℃,保温4h时,制得的氮化铝粉体纯度高,结晶度好,氧杂质最少为0.968%,粒径小且分布均匀,平均粒径为4.22μm,适合用作制备氮化铝陶瓷的粉体原料。2)烧结温度在17501850℃,随着烧结温度的提高,能促进氮化铝陶瓷的烧结和氮化铝颗粒生长,1850℃时试样最为致密;最佳烧结保温时间为4h;添加剂CaF2、Y2O3、 HfO2的加入都能够起到促进氮化铝陶瓷的致密化效果。添加3wt%CaF2-3wt%Y2O3做复合烧结助剂,助烧效果最为显着。3)氮化铝陶瓷的洛氏硬度与其相对密度成正相关关系,相对密度越大,硬度越大。添加3wt%CaF2-3wt%Y2O3试样,在1850℃烧结保温4h可以得到致密的氮化铝陶瓷,相对密度达到99.3%,洛氏硬度(HRA)为80.1。
吴玉彪[7](2014)在《烧结助剂的添加方式对AlN陶瓷结构与性能的影响》文中认为电子技术的发展对电子封装材料的综合性能提出越来越高的要求。传统的A1203陶瓷基板已无法满足大功率、高密度功率器件的使用要求,而A1N陶瓷具有高导热、低介电常数及与Si、GaAs半导体材料相匹配的热膨胀系数等优异的性能,成为新一代陶瓷封装材料,开展AlN陶瓷新制备工艺及其结构与性能的研究具有重要的工程应用价值。本论文针对目前A1N陶瓷材料制备技术的不足,采用新的烧结助剂添加方式烧结制备AlN陶瓷,并对其结构与性能开展研究。烧结助剂的均匀分布是获得综合性能优良的A1N陶瓷的前提。目前,常见的A1N陶瓷烧结工艺采用以氧化物粉体的方式直接添加烧结助剂,氧化物粉在A1N粉体中难以均匀分布,A1N陶瓷局部易发生烧结助剂的偏聚或缺失,降低A1N陶瓷的性能。本文采用将AlN粉体与硝酸盐-乙醇溶液均匀混合,经煅烧,硝酸盐分解成氧化物,均匀包裹在AlN粉体表面,对AlN陶瓷的烧结起促进作用。以硝酸盐的形式添加CaO-Y2O3烧结助剂,CaO、Y2O3先分别与A1N表面的A1203反应生成CaAl4O7和Y3Al5O12二元氧化物,1700℃烧结时,两种二元氧化物结合生成CaYAl3O7;继续升温,CaYAl3O7分解成二元氧化物,在1800℃烧结后,钙铝酸盐几乎全部挥发,仅剩余Y3Al5O12O烧结助剂的添加方式对AlN陶瓷的烧结致密化过程影响明显。以脱水硝酸盐形式添加烧结助剂,烧结制备的AlN陶瓷致密化程度高,晶粒生长均匀性好,第二相分布合理,其抗弯强度和热导率均高于添加相同配比的氧化物助烧剂烧结制备的AlN陶瓷。此外,通过调整烧结助剂的成分配比,在1725℃烧结的添加了1wt%Y2O3和1wt%CaO的AlN陶瓷中,A1N晶粒呈多面体形,晶界第二相含量少,且大多集中于三叉晶界处,其抗弯强度可达398.0MPa, AlN陶瓷的断裂呈现以沿晶断裂为主,辅以少量解理断裂的混合断裂特征。1700℃烧结的添加了2wt%Y2O3和2wt%CaO的AlN陶瓷显微组织结构合理,AlN晶粒尺寸约为4μm,热导率可达136.7W/(m·K)。
吴玉彪,詹俊,张浩,郭军,刘俊永,崔嵩,汤文明[8](2013)在《高导热AlN陶瓷低温烧结助剂的研究现状》文中研究指明介绍了烧结AlN陶瓷的烧结助剂的选择原则以及几种单一烧结助剂和多元烧结助剂的低温助烧机理;讨论了烧结助剂的类型、添加方式、加入量等对AlN陶瓷力学、热学性能的影响;并对低温烧结高导热AlN陶瓷的发展趋势提出了一些看法。
杨清华,李宏伟,王焕平,马红萍,雷若姗,徐时清[9](2013)在《Y2O3和纳米AlN协同作用对氮化铝陶瓷烧结性能及热传导的影响》文中认为在微米氮化铝粉体中添加含量为4%的Y2O3和不同含量的纳米AlN粉体制备氮化铝陶瓷,研究了Y2O3和纳米AlN协同作用对微米氮化铝陶瓷烧结性能和热传导性能的影响。结果表明,Y2O3优先与纳米AlN粉体表面的Al2O3反应生成活性较高的第二相Al5Y3O12,相比于Y2O3与微米AlN粉体表面Al2O3反应生成的Al5Y3O12,具有更低的熔化温度及更好的流动性;同时,纳米AlN粉体的高比表面能也促进氮化铝陶瓷的致密化进程。二者的协同作用有效地促进氮化铝陶瓷的致密烧结,改善第二相的微观分布,从而能在较低的烧结温度下获得具有较高热导率的氮化铝陶瓷。当Y2O3和纳米AlN粉体的添加量(质量分数)分别为4%和1.5%时,在1800℃烧结得到的氮化铝陶瓷密度为3.26 g·cm-3,第二相以连续相的形式分布于氮化铝晶界处,热导率为151.75 W/(m.K)。
张文娟[10](2013)在《氮化铝基复合基板材料的低温烧结及其性能研究》文中研究表明氮化铝是一种新型的电子陶瓷材料,因其综合性能良好而被认为是集成电路和电子封装基板最理想的材料。然而,AlN为强共价键结合,熔点高、自扩散系数小,从而导致其烧结成本高,限制了氮化铝陶瓷在工业生产的应用。本文以AlN为主要原料,设计了CaSiO3、CaO-B2O3-ZnO-SiO2(CBZS)玻璃和B2O3-MgO-SiO2-ZrO2(BMSZ)玻璃三个系列的低温烧结材料,并添加量了适量的稀土类烧结助剂Y2O3,采用常压烧结方法,在不同温度下获得致密结构的氮化铝基复合材料。系统分析了烧结助剂对AlN陶瓷烧结性能、热学性能、介电性能以及力学性能的影响规律。(1)系统研究了CaSiO3单一添加和CaSiO3-Y2O3复合添加对氮化铝陶瓷的低温烧结。相比于仅添加单一助剂CaSiO3,Y2O3加入能够利用助剂的相互协同作用使氮化铝陶瓷在1625℃达到致密化烧结,热导率最高可达到72.57W/(m·K)。(2)以BMSZ玻璃为添加剂,制备了BMSZ/AlN玻璃-陶瓷复合基板材料,研究了玻璃添加量的变化对复合材料低温烧结的影响规律。当BMSZ玻璃含量为70wt%时,825℃常压烧结得到致密结构的BMSZ/AlN玻璃-陶瓷,具有较低的相对介电常数和介电损耗,是一种良好的低温共烧陶瓷。(3)以CBZS玻璃为添加剂,制备了CBZS/AlN玻璃-陶瓷复合基板材料。研究了玻璃软化点和含量对复合材料烧结的影响机理。当CBZS玻璃含量为65wt%时,750℃常压烧结得到致密结构的CBZS/AlN玻璃-陶瓷,热导率为5.31W/(m·K),介电常数为7.45,介电损耗为0.86×10-3,抗弯强度为209.04MPa。(4)为了提高氮化铝基陶瓷的热导率,研究了CaSiO3-CBZS复合添加对AlN陶瓷的低温烧结。固定CaSiO3的添加量为2wt%,当CBZS玻璃的添加量为4wt%时,1625℃常压烧结后得到致密结构的氮化铝基陶瓷,热导率为68.68W/(m·K)。
二、氮化铝陶瓷低温烧结助剂体系的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、氮化铝陶瓷低温烧结助剂体系的研究(论文提纲范文)
(1)LED封装基板超精密磨削表面材料去除机理(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.1.1 LED的发展趋势 |
1.1.2 常用的封装基板 |
1.1.3 氮化铝陶瓷基板的特性与应用 |
1.2 国内外研究现状及分析 |
1.2.1 氮化铝陶瓷的加工方法现状 |
1.2.2 工程陶瓷加工过程的材料去除机理与损伤评价研究 |
1.3 课题来源及主要研究内容 |
2 氮化铝陶瓷基板的材料力学性能研究 |
2.1 氮化铝陶瓷基板的纳米力学特性 |
2.1.1 纳米压痕测试的基本理论 |
2.1.2 纳米压痕实验条件 |
2.1.3 载荷-压痕深度曲线与力学特性分析 |
2.1.4 纳米压痕表面微观形貌特征 |
2.2 氮化铝陶瓷基板的断裂韧性分析 |
2.2.1 实验条件 |
2.2.2 压痕法测试断裂韧性的计算方法 |
2.2.3 裂纹长度与断裂韧性分析 |
2.2.4 氮化铝陶瓷的裂纹扩展形式 |
2.3 本章小结 |
3 氮化铝陶瓷基板在单颗磨粒划擦下的材料变形机理 |
3.1 不同划痕深度下的材料变形特性 |
3.1.1 连续变载荷纳米划痕实验条件 |
3.1.2 材料变形过程的脆塑性转变现象 |
3.1.3 纳米划痕过程的脆塑性转变临界切削深度模型 |
3.1.4 氮化铝陶瓷的脆塑性转变临界切削深度分析 |
3.2 划痕速度对材料变形过程的影响 |
3.2.1 不同划痕速度的纳米划痕实验条件 |
3.2.2 划痕速度对划痕表面形貌的影响 |
3.2.3 划痕速度对划痕深度的影响分析 |
3.2.4 考虑应变率效应的划痕应力场分布 |
3.3 本章小结 |
4 氮化铝陶瓷基板超精密磨削表面层损伤规律及形成机理分析 |
4.1 超精密磨削实验条件及样件预处理 |
4.2 氮化铝陶瓷基板超精密磨削表面层损伤规律分析 |
4.2.1 超精密磨削表面损伤检测方法 |
4.2.2 砂轮粒度对磨削表面损伤的影响 |
4.2.3 超精密磨削亚表面损伤检测方法 |
4.2.4 砂轮粒度对磨削亚表面损伤的影响 |
4.3 材料去除机理分析 |
4.4 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的发表学术论文情况 |
致谢 |
(2)纳米氮化铝粉末的制备、烧结及性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 氮化铝的性质与应用 |
2.1.1 氮化铝的基本特性 |
2.1.2 氮化铝的应用 |
2.2 氮化铝粉末的制备 |
2.2.1 铝粉直接氮化法 |
2.2.2 碳热还原法 |
2.2.3 自蔓延高温合成法 |
2.2.4 化学气相沉积法 |
2.2.5 其他方法 |
2.3 氮化铝粉末的成形与烧结 |
2.3.1 成形方法 |
2.3.2 氮化铝坯体的烧结 |
2.4 烧结的影响因素 |
2.4.1 粉末粒度 |
2.4.2 成形过程 |
2.4.3 烧结助剂 |
2.5 氮化铝导热机理及影响因素 |
2.5.1 导热机理 |
2.5.2 影响因素 |
2.6 溶液燃烧合成 |
2.6.1 溶液燃烧合成的原理 |
2.6.2 溶液燃烧合成的研究进展 |
3 研究内容及技术路线 |
3.1 研究内容 |
3.2 技术路线 |
4 溶液燃烧合成制备超细氮化铝粉末的研究 |
4.1 实验过程 |
4.2 燃烧气氛对前驱体的影响 |
4.3 碳热还原反应过程 |
4.4 碳热还原反应的热力学机制 |
4.5 烧结性能 |
4.6 本章小结 |
5 溶液燃烧合成前驱体低温氮化的规律研究 |
5.1 实验过程 |
5.2 前驱体特性对碳热还原反应的影响 |
5.3 前驱体中氧化铝晶型的转变规律 |
5.4 氮化铝颗粒形核和结晶规律 |
5.5 本章小结 |
6 常压烧结氮化铝粉末的研究 |
6.1 实验过程 |
6.2 纳米氮化铝粉末常压烧结致密化 |
6.3 烧结助剂对纳米氮化铝粉末烧结的影响 |
6.4 压制压力对纳米氮化铝粉末烧结的影响 |
6.5 预处理对纳米氮化铝粉末烧结及性能的影响 |
6.6 本章小结 |
7 结论 |
8 主要创新点 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)AlN陶瓷的性能及应用(论文提纲范文)
1 Al N陶瓷的制备技术 |
1.1 Al N原料的影响 |
1.2 烧结助剂的影响 |
1.3 Al N陶瓷的成型工艺 |
1.4 Al N陶瓷的烧结技术 |
1.4.1 无压烧结:无压烧结是Al N陶瓷烧结中最简单也是最常用的一种方法, 一般烧结温度在1600?C ~ 2000?C之间[21]。 |
1.4.3 放电等离子烧结:放电等离子烧结 (Spark Plasma Sintering, SPS) 是一种利用脉冲电流产生的脉冲能、放电脉冲压力和焦耳热产生的瞬时高温场来实现烧结的方法[27]。它的优点在于快速升温可以有控制晶粒的异常长大, 但缺点是得到的产品尺寸小、形状简单, 而且保温时间短。 |
1.5 Al N陶瓷制备技术中存在的主要困难 |
2 Al N陶瓷的特性及应用 |
2.1 热导率 |
2.2 电阻率 |
2.3 光学特性 |
2.4 介电性能 |
2.5 其他特性 |
3 目前面临的科学问题 |
(4)AlN粉体的合成与烧结机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 氮化铝的结构和性质 |
1.2.1 晶体结构 |
1.2.2 氮化铝的性质 |
1.3 影响氮化铝的热导率的因素 |
1.3.1 导热机制 |
1.3.2 热导率的影响因素 |
1.4 AlN粉体的制备 |
1.4.1 直接氮化法 |
1.4.2 碳热还原法 |
1.4.3 自蔓延高温合成法 |
1.4.4 化学气相沉积法 |
1.5 AlN粉体的成型 |
1.6 AlN陶瓷的制备 |
1.6.1 烧结过程及机理 |
1.6.2 AlN陶瓷的烧结 |
1.7 本文研究目的和内容 |
1.7.1 研究目的 |
1.7.2 研究内容 |
第二章 实验方法 |
2.1 实验原料及设备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验设备 |
2.2 性能表征 |
2.2.1 致密度和收缩率分析 |
2.2.2 热导率分析 |
2.2.3 物相分析 |
2.2.4 形貌分析 |
2.2.5 激光粒度分布分析 |
2.2.6 介电性能分析 |
2.2.7 弯曲强度分析 |
第三章 AlN粉体的碳热还原合成研究 |
3.1 引言 |
3.2 样品制备 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 氮化工艺对Al N粉体合成的影响 |
3.3.2 球磨工艺对Al N粉体合成及形貌的影响 |
3.3.3 原料堆积密度对氮化铝粉体合成的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 AlN粉体自蔓延高温合成机制研究 |
4.1 引言 |
4.2 样品制备 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.4 本章小结 |
第五章 自蔓延高温合成AlN粉体的烧结机理与性能研究 |
5.1 添加氧化钇对自蔓延高温合成Al N粉体烧结的影响 |
5.1.1 引言 |
5.1.2 样品制备 |
5.1.3 结果与讨论 |
5.1.3.1 致密度和收缩率 |
5.1.3.2 相组成 |
5.1.3.3 显微结构 |
5.1.3.4 介电性能 |
5.1.3.5 弯曲强度 |
5.1.4 本节小结 |
5.2 添加氧化钐对自蔓延高温合成Al N粉体烧结的影响 |
5.2.1 引言 |
5.2.2 样品制备 |
5.2.3 结果与讨论 |
5.2.3.1 相对致密度和外观色泽 |
5.2.3.2 相组成 |
5.2.3.3 显微结构 |
5.2.3.4 液相分布状态 |
5.2.4 本节小结 |
第六章 自蔓延高温合成AlN粉体低温热压烧结研究 |
6.1 引言 |
6.2 样品制备 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 致密度 |
6.3.2 相组成 |
6.3.3 显微结构 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结和展望 |
7.1 实验结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(5)大功率LED用高热导率氮化铝陶瓷基座的制备与封装研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
目次 |
图清单 |
表清单 |
1 绪论 |
1.1 LED 结构与封装 |
1.1.1 LED 封装方式 |
1.1.2 大功率 LED 的发展瓶颈 |
1.2 几种不同的陶瓷基板材料 |
1.2.1 Al_2O_3基板 |
1.2.2 BeO 基板 |
1.2.3 SiC 基板 |
1.2.4 AlN 基板 |
1.3 氮化铝陶瓷 |
1.3.1 氮化铝的结构与性能 |
1.3.2 氮化铝陶瓷导热性能的研究 |
1.3.3 氮化铝陶瓷低温烧结的研究 |
1.4 氮化铝陶瓷金属化 |
1.4.1 AlN 陶瓷的金属化方法 |
1.4.2 厚膜金属化及附着机理 |
1.4.3 AlN 陶瓷厚膜金属化浆料研究现状及其发展趋势 |
1.5 本论文研究的目的、意义及主要内容 |
1.5.1 研究的目的及意义 |
1.5.2 研究的主要内容 |
2 实验内容 |
2.1 实验原料及仪器 |
2.1.1 实验主要原料 |
2.1.2 实验主要设备 |
2.2 实验过程 |
2.2.1 纳米级氮化铝粉体的制备 |
2.2.2 玻璃烧制及其粉体的制备 |
2.2.3 氮化铝陶瓷的烧结过程 |
2.2.4 氮化铝金属化工艺 |
2.3 样品的性能与表征 |
2.3.1 体积密度测试 |
2.3.2 物相分析 |
2.3.3 显微形貌分析 |
2.3.4 热性能测试 |
2.3.5 机械性能测试 |
2.3.6 金属化层附着强度测试 |
3 氮化铝陶瓷低温烧结 |
3.1 CaMgSi_2O_6改性氮化铝陶瓷的研究 |
3.1.1 引言 |
3.1.2 CaMgSi_2O_6粉体的合成 |
3.1.3 AlN 基陶瓷的性能分析 |
3.1.4 小结 |
3.2 CaMgSi_2O_6-Y2O_3助剂对 AlN 低温烧结及其性能的研究 |
3.2.1 引言 |
3.2.2 AlN 基陶瓷的性能分析 |
3.2.3 小结 |
3.3 CaMgSi_2O_6-Y2O_3掺杂纳米氮化铝粉体改性氮化铝陶瓷研究 |
3.3.1 引言 |
3.3.2 AlN 基陶瓷性能的分析 |
3.3.3 小结 |
4 AlN 陶瓷厚膜 Ag 金属化的研究 |
4.1 Ag 浆的组成与制备 |
4.1.1 金属相银粉 |
4.1.2 玻璃料的选择 |
4.1.3 有机载体的配制 |
4.1.4 厚膜金属化浆料的制备 |
4.1.5 金属化烧结 |
4.2 CBS 玻璃改性银浆的研究 |
4.2.1 实验配方设计 |
4.2.2 实验过程及分析 |
4.2.3 小结 |
4.3 添加 BaO、Li_2O 的 CBS 玻璃改性银浆的研究 |
4.3.1 引言 |
4.3.2 玻璃料配方选择 |
4.3.3 实验过程及结果分析 |
4.3.4 小结 |
4.4 添加 ZnO、MgO 和 BaO、Li_2O 的 CBS 玻璃改性银浆的研究 |
4.4.1 引言 |
4.4.2 配方设计 |
4.4.3 实验过程及结果分析 |
4.4.4 小结 |
5 高热导氮化铝陶瓷为基板的大功率 LED 封装 |
5.1 基板准备 |
5.2 芯片检验 |
5.3 扩晶 |
5.4 固晶 |
5.5 焊线(Wire Bonding) |
5.6 点胶封装 |
5.7 烘烤固化 |
5.8 封膜 |
6 结论 |
6.1 研究总结 |
6.2 未来展望 |
参考文献 |
作者简历 |
(6)氮化铝陶瓷的致密化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第一章 引言 |
1.1 氮化铝陶瓷概述 |
1.2 氮化铝粉体的合成方法 |
1.3 碳热还原反应合成氮化铝粉体的机理 |
1.4 氮化铝陶瓷的制备烧结方法 |
1.5 氮化铝陶瓷的应用 |
1.6 氮化铝陶瓷的研究进展 |
1.7 本课题的提出 |
1.7.1 本课题的研究目的 |
1.7.2 本课题的研究内容 |
1.7.3 本课题的创新点 |
第二章 实验内容及方法 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验设备 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 氮化铝粉体的制备 |
2.3.2 氮化铝陶瓷的制备 |
2.4 测试方法 |
2.4.1 粉体粒度测试 |
2.4.2 粉体成分分析 |
2.4.3 相对密度测试 |
2.4.4 试样物相分析 |
2.4.5 试样显微结构分析 |
2.4.6 洛氏硬度测定 |
第三章 结果与讨论 |
3.1 氮化铝粉体的制备与表征 |
3.1.1 烧结温度对合成氮化铝粉体的影响 |
3.1.2 氮化铝粉体的粒度和微观形貌分析 |
3.2 氮化铝陶瓷的制备与表征 |
3.2.1 烧结温度对氮化铝陶瓷致密化的影响 |
3.2.2 添加剂对氮化铝陶瓷致密化的影响 |
3.2.3 保温时间对氮化铝陶瓷致密化的影响 |
3.2.4 氮化铝陶瓷的相对密度对其硬度的影响 |
第四章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表的论文及着作情况 |
(7)烧结助剂的添加方式对AlN陶瓷结构与性能的影响(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 AlN陶瓷的结构、性能及应用 |
1.2.1 AlN的基本特性 |
1.2.2 AlN陶瓷的应用领域 |
1.3 AlN陶瓷性能及其影响因素 |
1.3.1 热导率 |
1.3.2 强度 |
1.3.3 AlN陶瓷热导率和强度的影响因素 |
1.4 烧结助剂的选取及对AlN陶瓷性能的影响 |
1.4.1 烧结助剂的作用及选取原则 |
1.4.2 单元烧结助剂的助烧机理及对AlN陶瓷性能的影响 |
1.4.3 多元体系烧结助剂的助烧机理及其对AlN陶瓷性能的影响 |
1.5 AlN陶瓷烧结的研究现状和存在问题 |
1.5.1 国内外研究现状 |
1.5.2 不足之处 |
1.6 本论文研究意义及研究内容 |
1.6.1 研究意义 |
1.6.2 主要研究内容 |
第二章 实验材料及方法 |
2.1 实验原料 |
2.2 试样制备工艺流程 |
2.2.1 配料 |
2.2.2 煅烧 |
2.2.3 成形 |
2.2.4 排胶 |
2.2.5 烧结 |
2.3 性能检测 |
2.3.1 密度 |
2.3.2 抗弯强度 |
2.3.3 热导率 |
2.3.4 物相组成 |
2.3.5 显微组织结构与断口形貌 |
2.4 主要仪器及设备 |
第三章 烧结助剂添加方式对AlN陶瓷结构与性能的影响 |
3.1 研究方案设计 |
3.2 AlN混合粉体的热分析 |
3.3 制备工艺 |
3.4 AlN陶瓷的性能 |
3.5 AlN陶瓷的显微结构 |
3.5.1 以含水硝酸盐的形式添加烧结助剂 |
3.5.2 以脱水硝酸盐的形式添加烧结助剂 |
3.5.3 以氧化物的形式添加烧结助剂 |
3.6 助烧剂添加方式对AlN陶瓷显微结构及性能的影响 |
3.7 本章小结 |
第四章 AlN陶瓷物相和结构变化及其对性能影响 |
4.1 研究方案及工艺设计 |
4.2 物相分析 |
4.3 AlN陶瓷的结构与性能 |
4.3.1 AlN陶瓷的性能 |
4.3.2 AlN陶瓷结构及其对性能的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 助烧剂添加量对AlN陶瓷结构及性能的影响 |
5.1 研究方案及工艺设计 |
5.2 AlN陶瓷微观组织结构及其对性能的影响 |
5.2.1 AlN陶瓷的性能 |
5.2.2 AlN陶瓷物相分析 |
5.2.3 AlN陶瓷的显微结构及其对性能的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 全文总结 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
(8)高导热AlN陶瓷低温烧结助剂的研究现状(论文提纲范文)
1、烧结助剂的选取原则 |
2、单元烧结助剂 |
3、典型的二元及多元结助剂体系 |
3.1、Y2O3-Ca O-Li2O系 |
3.2、Ca F2-Y2O3系 |
3.3、Y2O3-Ca O系 |
3.4、Ca F2-YF3系 |
4、烧结助剂的添加方式、添加量和后续热处理 |
4.1、添加方式 |
4.2、添加量 |
4.3、后续热处理 |
5、结语 |
(9)Y2O3和纳米AlN协同作用对氮化铝陶瓷烧结性能及热传导的影响(论文提纲范文)
1 实验方法 |
1.1 样品的制备 |
1.2 样品的性能表征 |
2 结果与讨论 |
2.1 氮化铝陶瓷烧结性能和热导率 |
2.2 氮化铝陶瓷的物相 |
2.3 氮化铝陶瓷的微观形貌 |
2.4 分析与讨论 |
3 结论 |
(10)氮化铝基复合基板材料的低温烧结及其性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
目次 |
图清单 |
表清单 |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电子封装基板材料的技术现状 |
1.2.1 塑料基板材料 |
1.2.2 金属及金属基复合基板材料 |
1.2.3 陶瓷基板材料 |
1.3 低温共烧陶瓷技术的概括 |
1.3.1 低温共烧陶瓷技术的特点 |
1.3.2 低温共烧陶瓷的应用 |
1.3.3 低温共烧陶瓷的分类 |
1.3.4 玻璃/陶瓷的低温共烧基板材料的研究现状 |
1.4 AlN陶瓷及其应用 |
1.4.1 AlN陶瓷的发展历程 |
1.4.2 AlN的基本结构和性能 |
1.4.3 AlN的主要应用 |
1.5 AlN陶瓷低温烧结的研究现状 |
1.5.1 AlN粉体性质的研究 |
1.5.2 AlN陶瓷低温烧结助剂的选择和研究 |
1.5.3 AlN-玻璃基复合基板材料的研究 |
1.6 本课题的选题意义和主要研究内容 |
1.6.1 选题意义 |
1.6.2 主要研究内容 |
2 实验过程及方法 |
2.1 AlN原料 |
2.2 CaSiO_3粉体的合成 |
2.3 玻璃粉体的制备 |
2.3.1 实验原料及化学成分 |
2.3.2 两种玻璃粉体的制备 |
2.4 AlN复合材料的制备 |
2.5 性能测试 |
2.5.1 差示扫描量热分析 |
2.5.2 体积密度测试 |
2.5.3 SEM分析 |
2.5.4 X射线衍射分析 |
2.5.5 介电性能测试 |
2.5.6 热膨胀系数测试 |
2.5.7 热导率的测试 |
2.5.8 力学性能测试 |
3 CaSiO_3-Y_2O_3助剂对 AlN低温烧结及其性能的研究 |
3.1 CaSiO_3助剂低温烧结 AlN陶瓷 |
3.1.1 引言 |
3.1.2 CaSiO_3粉体的合成 |
3.1.3 AlN基陶瓷的性能分析 |
3.1.3.1 AlN基陶瓷的烧结性能 |
3.1.3.2 AlN基陶瓷的热学性能 |
3.1.3.3 AlN基陶瓷的介电性能 |
3.1.3.4 AlN基陶瓷的力学性能 |
3.1.4 小结 |
3.2 Y_2O_3- CaSiO_3复合助剂对 AlN陶瓷的低温烧结 |
3.2.1 引言 |
3.2.2 AlN基陶瓷材料的性能 |
3.2.2.1 AlN基陶瓷的烧结性能 |
3.2.2.2 AlN基陶瓷的介电性能 |
3.2.2.3 AlN基陶瓷的热学性能 |
3.2.2.4 AlN基陶瓷的力学性能 |
3.2.3 小结 |
4 BMSZ/ AlN玻璃-陶瓷的低温烧结及性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 BMSZ玻璃粉体的性能表征 |
4.2.1 BMSZ玻璃的粒径大小分析 |
4.2.2 BMSZ玻璃的热膨胀曲线分析 |
4.2.3 BMSZ玻璃的差热分析 |
4.3 BMSZ/ AlN玻璃-陶瓷的性能分析 |
4.3.1 BMSZ/ AlN玻璃-陶瓷的烧结性能 |
4.3.2 BMSZ/ AlN玻璃-陶瓷的热学性能 |
4.3.3 BMSZ/ AlN玻璃-陶瓷的介电性能 |
4.3.4 BMSZ/ AlN玻璃-陶瓷的力学性能 |
4.4 小结 |
5 CBZS/ AlN玻璃-陶瓷的低温烧结及性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 CBZS玻璃粉体的的性能表征 |
5.2.1 CBZS玻璃的热膨胀曲线分析 |
5.2.2 CBZS玻璃的差热分析 |
5.2.3 CBZS玻璃的粒径大小分析 |
5.3 CBZS/ AlN玻璃-陶瓷的低温烧结 |
5.3.1 CBZS/ AlN玻璃-陶瓷的烧结性能 |
5.3.2 CBZS/ AlN玻璃-陶瓷的热学性能 |
5.3.3 CBZS/ AlN玻璃-陶瓷的介电性能 |
5.3.4 CBZS/ AlN玻璃-陶瓷的力学性能 |
5.4 小结 |
6 CaSiO_3- CBZS玻璃对 AlN陶瓷的低温烧结 |
6.1 引言 |
6.2 AlN基陶瓷的性能分析 |
6.2.1 AlN基陶瓷的烧结性能 |
6.2.2 AlN基陶瓷的热学性能 |
6.2.3 AlN基陶瓷的介电性能 |
6.2.4 AlN基陶瓷的力学性能 |
6.3 小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
四、氮化铝陶瓷低温烧结助剂体系的研究(论文参考文献)
- [1]LED封装基板超精密磨削表面材料去除机理[D]. 李洪钢. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]纳米氮化铝粉末的制备、烧结及性能研究[D]. 何庆. 北京科技大学, 2020(06)
- [3]AlN陶瓷的性能及应用[J]. 丁利文,范桂芬,李镜人,姚宜峰,吕文中. 现代技术陶瓷, 2016(01)
- [4]AlN粉体的合成与烧结机制研究[D]. 陈淑文. 浙江工业大学, 2015(06)
- [5]大功率LED用高热导率氮化铝陶瓷基座的制备与封装研究[D]. 李宏伟. 中国计量学院, 2014(02)
- [6]氮化铝陶瓷的致密化研究[D]. 许珂洲. 山东理工大学, 2014(01)
- [7]烧结助剂的添加方式对AlN陶瓷结构与性能的影响[D]. 吴玉彪. 合肥工业大学, 2014(07)
- [8]高导热AlN陶瓷低温烧结助剂的研究现状[J]. 吴玉彪,詹俊,张浩,郭军,刘俊永,崔嵩,汤文明. 中国陶瓷, 2013(09)
- [9]Y2O3和纳米AlN协同作用对氮化铝陶瓷烧结性能及热传导的影响[J]. 杨清华,李宏伟,王焕平,马红萍,雷若姗,徐时清. 材料研究学报, 2013(04)
- [10]氮化铝基复合基板材料的低温烧结及其性能研究[D]. 张文娟. 中国计量学院, 2013(02)