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燃燒合成氮化鋁基先進陶瓷的產業化技術

氮化鋁（AlN）陶瓷具備優異的綜合性能，是近年來受到廣泛關注的新一代先進陶瓷，在多方面都有廣泛的應用前景。例如高溫結構材料、金屬溶液槽和電解槽襯里，熔融鹽容器、磁光材料、聚合物添加劑、金屬基復合材料增強體、裝甲材料等。尤其因其導熱性能良好，并且具備低的電導率和介電損耗，使之成為高密度集成電路基板和封裝的理想候選材料，同時氮化鋁—聚合物復合材料也可用作電子器材的封裝材料、粘結劑、散熱片等。氮化鋁在微電子領域應用的市場潛力極其巨大。氮化鋁還是導電燒舟的主要成分之一，導電燒舟大量地用于噴涂電視機的顯象管等器件、超級市場許多商品包裝用的涂鋁薄膜，有著廣泛的市場。但是，影響氮化鋁基陶瓷的推廣的主要因素之一，是采用傳統方法合成氮化鋁粉末，耗能高，生產周期長，生產成本高。本項目采用具有自主知識產權的創新技術，采用燃燒合成技術制取優質的氮化鋁陶瓷粉末，具有耗能低，生產周期短，雜質含量低，生產成本低等特點，具有廣泛的推廣價值。燃燒合成（Combustion Synthesis，CS）又名自蔓延高溫合成（Self- Propagating High-Temperature Synthesis，SHS），是利用化學反應自身放熱合成材料的新技術，基本上（或部分）不需要外部熱源，通過設計和控制燃燒波自維持反應的諸多因素獲得所需成分和結構的產物。自1994年以來，本項目負責人等針對燃燒合成氮化鋁陶瓷產業化的一系列關鍵問題，在氣-固體系氮化鋁基陶瓷的燃燒合成熱力學、動力學和形成機制等方面進行了深入研究后得到的創新成果。本項目來源于國家教委高校博士點專項科研基金項目（1994.3-1997.3）。本項目以應用基礎研究成果“燃燒合成氮化鋁基陶瓷的應用基礎研究”已于1999年通過專家函審。采用本項目的技術，可以生產符合制作先進陶瓷要求的氮化鋁粉末，還可根據用戶要求，用此技術生產氮化鋁基陶瓷粉末。粉末的質量優良而穩定。氮化鋁廣泛應用于高溫結構材料、金屬溶液槽和電解槽襯里、熔融鹽容器、磁光材料、聚合物添加劑、金屬基復合材料增強體、裝甲材料、高密度集成電路基板、電子器材的封裝材料、粘結劑、散熱片、導電燒舟等。

北京科技大學 2021-04-11

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