AlN陶瓷研究動(dòng)態(tài)
雖然AlN 陶瓷最初主要是針對集成電路基片應用而得到廣泛研究和開(kāi)發(fā)的,但是隨著(zhù)AlN陶瓷基片制備技術(shù)的成熟和發(fā)展,以及性能的不斷改善和提高,AlN陶瓷的應用正逐步擴展。例如國外有文獻報道AlN 陶瓷可以替代Al2O3和BeO陶瓷作為回旋管rf 窗候選材料。美國也有報道已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種無(wú)壓燒結工藝用于制造高熱導率(185～200W/m ·K) 、低損耗( tgδ= 0.0007,9GHz下)高純AlN材料,作為微波管收集極瓷桿和rf窗。然而相比較AlN基片應用而言,AlN陶瓷在電真空領(lǐng)域應用的關(guān)鍵問(wèn)題是難于燒結,這在某種程度上限制了其應用。由于基片很薄,燒結相對容易。而作為窗片或其它應用部件,厚度方向尺寸一般較大,燒結時(shí)往往會(huì )出現表面燒結而內部不致密的所謂“夾生”情況。
圖1 大尺寸AIN陶瓷部件
北京真空電子技術(shù)研究所從“八五”和“九五”期間開(kāi)始,一直致力于電真空器件用AlN 陶瓷制備技術(shù)的研究。經(jīng)過(guò)多年的努力,如今已經(jīng)確立了一套通過(guò)冷等靜壓成型和常壓燒結工藝制備高導熱真空致密AlN陶瓷的技術(shù)。特別是摸索出一種實(shí)用的AlN陶瓷常壓燒結工藝,解決了尺寸較大的AlN 陶瓷部件難于燒結的關(guān)鍵技術(shù)難題。所制備的AlN 陶瓷熱導率達到170W/m ·K。圖1是我們所制備的一個(gè)典型的AlN陶瓷部件,該樣品真空氣密(漏氣速率≤10 -10 Pa ·m3/s) 。圖2 分別為我所與日本研制的AlN陶瓷樣品SEM圖。從圖中可看出,我所研制的AlN陶瓷樣品結構致密,與日本研制的AlN 陶瓷樣品接近。
圖2 AlN陶瓷的SEM圖
無(wú)壓燒結條件下,高導熱、真空致密的塊體AlN 陶瓷材料的成功研制,為AlN陶瓷在電真空領(lǐng)域的應用及其在其它領(lǐng)域的拓展應用奠定了基礎。
