中國粉體網訊 由于具有良好的機械強度、較好的熱穩(wěn)定性和化學穩(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、催化等領域有著極其重要應用。
氮化物陶瓷是氮與金屬或非金屬元素以共價鍵相結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，這使它可以在六個馬赫(即六倍于音速)，甚至于可在七個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合會擦出怎樣的火花呢？關于這方面的研究較少，小編整理了一些關于氧化鋁和部分氮化物結合的相關研究。
氧化鋁結合氮化鋁
氮化鋁在高溫下具有良好的化學穩(wěn)定性和良好的強度，其在高溫材料方面擁有著良好的應用前景。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粉末價格昂貴，難以滿足市場使用要求。
同時氮化鋁粉末在潮濕空氣中極易水化，儲存難度大。而且作為共價鍵化合物，氮化鋁在低溫下燒結難以獲得致密陶瓷，這些都是制約氮化鋁發(fā)展的因素。
通過材料復合的方法將氮化鋁與其他材料復合可以得到既利用氮化鋁的優(yōu)點，同時改善其性能，拓展氮化鋁陶瓷的應用范圍，這是氮化鋁陶瓷發(fā)展的一大趨勢。例如已經研制出的氮化鋁/石墨復合材料，同時具有高熱導率和優(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，但從實際效果來看，這種配比并非最好的導熱陶瓷，最終導熱率不理想導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現(xiàn)復合陶瓷的導熱性能的提升，以此來達到延長現(xiàn)有LED使用壽命的任務。
在燒結過程中，隨溫度升高依次生成了Al6O3N4、Al8O3N6、Al5O6N和Al7O3N5這四種新相，且與AlN結構相同，且均為鉛鋅礦結構，因此有利于提高復相陶瓷的熱傳導；實驗發(fā)現(xiàn)當?shù)X含量為40%，燒結溫度1500℃時，所制得的復合陶瓷導熱率有極大的提升。
氧化鋁結合氮化硼
環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的力學性能、絕緣性能以及化學穩(wěn)定性，在膠黏劑、電子封裝以及特高壓輸電等領域均有廣泛的應用。但環(huán)氧樹脂的熱導率較低，在導熱與絕緣需求均較高的領域應用受到限制。
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)氧樹脂導熱性能，但它們對環(huán)氧樹脂的絕緣性能會產生明顯的負面影響，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顆粒。
陳赟等研究利用BN/Al2O3復配產生的協(xié)同效應更好地改善環(huán)氧樹脂絕緣材料的絕緣及導熱性能，研究表明：
BN/Al2O3填料復配后，能夠以總體積分數(shù)更少的填料更有效地提高環(huán)氧樹脂絕緣材料的導熱性能，使其熱導率最高可達約1.5W·m-1·K-1，但此時環(huán)氧材料的電阻率相對較低，為約0.5×1017Ω·cm。若在應用中需要環(huán)氧材料的電阻率達到1×1017Ω·cm，可通過少量增加BN填料含量實現(xiàn)，并且此時熱導率仍能夠達到1.2W·m-1·K-1。
參考來源：
[1]劉偉南.氧化鋁/氮化鋁復合陶瓷制備工藝研究
[2]陳赟等.高導熱氧化鋁/氮化硼環(huán)氧復合絕緣材料性能研究
（中國粉體網編輯整理/山川）
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