氮化硅陶瓷的特点以及结构特性

       氮化硅陶瓷的特点和优势：

       高性能氮化硅陶瓷具有优异的耐高温、高强度、高绝缘、耐磨损与耐腐蚀等优良性能，子航天航空、轨道交通、电子、医药等高端装备制造领域广泛用于轴承滚动体、绝缘零部件、特种构件等，已经成为传统工业改造、新兴产业和高新技术中必不可少的重要材料。氮化硅陶瓷同时具有高抗热震性、高抗氧化性、无毒等特点，被认为是一种很有潜力的高速电路和大功率器件散热和封装材料。

二，氮化硅陶瓷的结构特点

氮化硅陶瓷具有以下结构特点：1，平均原子量小；2，原子键合强度高3，晶体结构较为简单，4，晶体非谐性振动低。居于以上结构特点，氮化硅陶瓷将会成为高热导率陶瓷家族的一员。

1）原料的选择 氮化硅具有两种晶型：α-SiN4、β-SiN4.高温下α相较为非稳定状态，已经转化为β相。这两种晶体的粉体均可作为高热导氮化硅陶瓷的原料，其次还可以通过β--SiN4的晶体改变原料粒径的分布，促进β-SiN4晶粒的生长。

2）原料的处理 用纳米TIC对氮化硅粉体表面进行改性，通过搅拌过程中在氮化硅粉体表面包裹上一层纳米TIC，形成核-壳复合结构，阻止了氮化硅颗粒和纳米TIC的自身团聚，纳米TIC本身具有优异的导热性能，可以在一定程度上提高氮化硅陶瓷的热导率。

3）烧结助剂的选择 由于氮化硅是强共价化合物，扩散系数小，致密性所要求的烧结过程中需添加一定量的烧结助剂与氮化硅粉体表面的二氧化硅反应形成液相，通过溶解析出机制使其致命。通常氮化硅陶瓷助剂多采用稀土氧化物，稀土氧化物对热导率的影响。

4）成型工艺及热处理 适当的成型方法可有效地控制晶体排列、生长的定向性，从而制备出某单一方向上热导率较高的三化硅陶瓷，冷等静压成型是经常采用的一种成型方法。此成型方法是在常温下，通常以橡胶或者塑料作为包套模具材料，利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性成型的一种方法，一般压力为100~400PMa。与其传统成型相比，CIP能够压制出形状复杂且细长的产品，成型后的产品受压均匀，密度高，有利于提高到氮化硅陶瓷热导率。

高热导氮化硅陶瓷基本上是在1850度以上温度长时间保温得到的。在烧结过程中

需采取大于0.1MPa的氮气气氛来控制β-SiN4的分解，所以多采用气压烧结或者热等静压烧结。将成型后的产品直接置于压力烧结炉中进行气压烧结，通过控制烧结工艺参数（包括升温速率、保温温度点和时间点、保温时间以及气体压力等多项指标)实现氮化硅烧结致密化，减少烧结缺陷、晶界晶化，提高其热导率。烧结过程通常在氮气保护下、压力一般为4~6MPa,烧结时间一般是10~12h,烧结后相对密度可达98%。为完全消除氮化硅陶瓷烧结后的气孔，同时使晶体粒继续长大，在气氛压力烧结后需采用热等静压处理，进一步提高氮化硅陶瓷的密度及热导率。金瑞欣特种电路不仅生产加工氧化铝陶瓷基板和氮化铝陶瓷基板，还加工氮化硅陶瓷基板，欢迎咨询。