氮化鋁（AlN）為六方晶型，純AlN呈藍白色，通常為灰色或灰白色。作為一種綜合性能優(yōu)良的新型陶瓷材料，氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性，可靠的電絕緣性，低的介電常數(shù)和介電損耗，無毒以及與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)等一系列優(yōu)良特性，被認為是新一代高集成度半導(dǎo)體基片和電子器件封裝的理想材料。
氮化鋁陶瓷的制備方法
同其它陶瓷材料的制備工藝基本相似，共3個制備過程：粉體的合成、成型、燒結(jié)。
AlN粉體的制備
氮化鋁粉末作為制備最終陶瓷成品的原料，其純度、粒度、氧含量以及其它雜質(zhì)的含量都對后續(xù)成品的熱導(dǎo)性能、后續(xù)燒結(jié)，成型工藝有重要影響，是最終成品性能優(yōu)異與否的基石。氮化鋁粉體的合成方法有以下幾種：
1.直接氮化法
在高溫氮氣氛圍中，鋁粉直接與氮氣化合生產(chǎn)氮化鋁粉末，反應(yīng)溫度一般在800℃~1200℃。
2.碳熱還原法
將氧化鋁粉末和碳粉的混合粉末在高溫下（1400℃~1800℃）的流動氮氣中發(fā)生還原氮化反應(yīng)生成AlN粉末。
3.自蔓延高溫合成法
該方法為鋁粉的直接氮化，充分利用了鋁粉直接氮化為強放熱反應(yīng)的特點，將鋁粉于氮氣中點然后，利用鋁和氮氣之間的高化學(xué)反應(yīng)熱使反應(yīng)自行維持下去，合成AlN。
4.化學(xué)氣相沉積法
利用鋁的揮發(fā)性化合物與氮氣或氨氣反應(yīng)，從氣相中沉淀析出氮化鋁粉末；根據(jù)選擇鋁源的不同，分為無機物（鹵化鋁）和有機物（烷基鋁）化學(xué)氣相沉積法。
AlN的成型工藝
氮化鋁粉末的成型工藝有很多種，傳統(tǒng)的成型工藝諸如模壓、熱壓、等靜壓等均適用。由于氮化鋁粉末的親水性強，為了減少氮化鋁的氧化，成型過程中應(yīng)盡量避免與水接觸。另外，熱壓、等靜壓雖然適用于制備高性能的塊體氮化鋁瓷材料，但成本高、生產(chǎn)效率低，無法滿足電子工業(yè)對氮化鋁陶瓷基片用量日益增加的需求。為了解決這一問題，近年來人們采用流延法成型氮化鋁陶瓷基片。流延法也已成為電子工業(yè)用氮化鋁陶瓷基本的主要成型工藝。
氮化鋁陶瓷的應(yīng)用
AlN作為基片材料、AlN作為電子膜材料、AlN作為坩堝或耐火材料的涂層
氮化鋁的多種優(yōu)異性能決定了其多方面應(yīng)用，作為壓電薄膜，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用；作為電子器件和集成電路的封裝、介質(zhì)隔離和卷圓材料，有著重要的應(yīng)用前景；作為藍光、紫外發(fā)光材料也是目前的研究熱點；作為高聚物材料，可用來固定模具、制作膠黏劑、熱潤滑脂和散熱墊。經(jīng)過市場的進一步拓展開發(fā)，氮化鋁陶瓷材料的應(yīng)用范圍將會越來越廣。
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