中國粉體網(wǎng)訊 由于具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，氧化鋁成為最常用的工業(yè)原料之一，在陶瓷、耐火材料、醫(yī)藥、催化等領(lǐng)域有著極其重要應(yīng)用。
氮化物陶瓷是氮與金屬或非金屬元素以共價(jià)鍵相結(jié)合的以難熔化合物為主要成分的陶瓷。氮化物陶瓷具有極其優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能，是制造各種易腐蝕部件的好材料。它還有透微波的性能，可以用作雷達(dá)天線罩。它的介電性能隨溫度的變化甚小，在高溫下至少可用到550°C。它的抗熱震性能在各類陶瓷中是比較優(yōu)越的，這使它可以在六個(gè)馬赫(即六倍于音速)，甚至于可在七個(gè)馬赫的飛行速度下使用，是制造火箭噴嘴和透平葉片的合適材料。
將氧化鋁與氮化物結(jié)合會擦出怎樣的火花呢？關(guān)于這方面的研究較少，小編整理了一些關(guān)于氧化鋁和部分氮化物結(jié)合的相關(guān)研究。
氧化鋁結(jié)合氮化鋁
氮化鋁在高溫下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的強(qiáng)度，其在高溫材料方面擁有著良好的應(yīng)用前景。但是由于氮化鋁的制備工藝較為傳統(tǒng)，而這也促使氮化鋁在制備過程中成本非常高，這使AlN粉末價(jià)格昂貴，難以滿足市場使用要求。
同時(shí)氮化鋁粉末在潮濕空氣中極易水化，儲存難度大。而且作為共價(jià)鍵化合物，氮化鋁在低溫下燒結(jié)難以獲得致密陶瓷，這些都是制約氮化鋁發(fā)展的因素。
通過材料復(fù)合的方法將氮化鋁與其他材料復(fù)合可以得到既利用氮化鋁的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)改善其性能，拓展氮化鋁陶瓷的應(yīng)用范圍，這是氮化鋁陶瓷發(fā)展的一大趨勢。例如已經(jīng)研制出的氮化鋁/石墨復(fù)合材料，同時(shí)具有高熱導(dǎo)率和優(yōu)異的微波衰減性能。
現(xiàn)在市面上LED節(jié)能燈散熱陶瓷材料都是采用氧化鋁混合滑石粉這種成分制備的，但從實(shí)際效果來看，這種配比并非最好的導(dǎo)熱陶瓷，最終導(dǎo)熱率不理想導(dǎo)致燈的壽命大為減少。
劉偉南以氧化鋁為陶瓷主要成分，使用氮化鋁部分代替氧化鋁來實(shí)現(xiàn)復(fù)合陶瓷的導(dǎo)熱性能的提升，以此來達(dá)到延長現(xiàn)有LED使用壽命的任務(wù)。
在燒結(jié)過程中，隨溫度升高依次生成了Al6O3N4、Al8O3N6、Al5O6N和Al7O3N5這四種新相，且與AlN結(jié)構(gòu)相同，且均為鉛鋅礦結(jié)構(gòu)，因此有利于提高復(fù)相陶瓷的熱傳導(dǎo)；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)X含量為40%，燒結(jié)溫度1500℃時(shí)，所制得的復(fù)合陶瓷導(dǎo)熱率有極大的提升。
氧化鋁結(jié)合氮化硼
環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的力學(xué)性能、絕緣性能以及化學(xué)穩(wěn)定性，在膠黏劑、電子封裝以及特高壓輸電等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。但環(huán)氧樹脂的熱導(dǎo)率較低，在導(dǎo)熱與絕緣需求均較高的領(lǐng)域應(yīng)用受到限制。
金屬粉末、碳納米管以及石墨烯填料雖然常被用來嘗試改善環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱性能，但它們對環(huán)氧樹脂的絕緣性能會產(chǎn)生明顯的負(fù)面影響，因此，在環(huán)氧樹脂絕緣材料中，一般只使用Al2O3以及BN等同樣具有絕緣性的無機(jī)顆粒。
陳赟等研究利用BN/Al2O3復(fù)配產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)更好地改善環(huán)氧樹脂絕緣材料的絕緣及導(dǎo)熱性能，研究表明：
BN/Al2O3填料復(fù)配后，能夠以總體積分?jǐn)?shù)更少的填料更有效地提高環(huán)氧樹脂絕緣材料的導(dǎo)熱性能，使其熱導(dǎo)率最高可達(dá)約1.5W·m-1·K-1，但此時(shí)環(huán)氧材料的電阻率相對較低，為約0.5×1017Ω·cm。若在應(yīng)用中需要環(huán)氧材料的電阻率達(dá)到1×1017Ω·cm，可通過少量增加BN填料含量實(shí)現(xiàn)，并且此時(shí)熱導(dǎo)率仍能夠達(dá)到1.2W·m-1·K-1。
參考來源：
[1]劉偉南.氧化鋁/氮化鋁復(fù)合陶瓷制備工藝研究
[2]陳赟等.高導(dǎo)熱氧化鋁/氮化硼環(huán)氧復(fù)合絕緣材料性能研究
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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