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AlN陶瓷低温烧结制备与性能研究的中期报告
一、研究背景与意义
氮化铝（AlN）陶瓷具有优异的高热导率、高绝缘性、高机械性能等特点，因此在高科技领域有着广泛的应用前景。然而，由于其烧结温度相对较高（大多数烧结温度在1800℃以上），烧结极其困难，限制了其在实际应用中的发展。因此，如何实现低温烧结是研究AlN陶瓷制备技术的重要方向之一。
目前，有许多学者通过添加各种助烧剂、调节烧结参数等方法，探究了AlN陶瓷的低温烧结制备方法。但是，这些方法的研究成果尚未得到广泛应用并且尚存在一些问题，如制备过程中助烧剂残留、陶瓷质量不稳定等。因此，本研究旨在寻找一种能够实现AlN陶瓷低温烧结的先进制备方法，并对其制备的陶瓷进行性能测试，试图解决既能实现低温烧结，同时又能保证AlN陶瓷质量的问题。
二、实验方法
1.实验材料
本实验中所使用的AlN粉末采用市场上的高纯度（≥99.99%）AlN粉末，粒度为3-5μm。所使用的助烧剂为MgO。
2.实验流程
（1）将AlN粉末和MgO助烧剂按照一定比例混合均匀。
（2）将混合后的粉末样品在球磨仪中球磨，球磨时间为24h。
（3）将球磨后的粉末样品放在热解炉中，在氮气气氛下进行1200℃热解处理，热解时间为2h。
（4）将热解后的粉末样品放进真空烧结炉中，在氦气气氛下进行1500℃烧结处理，保温时间为2h。
（5）将烧结后的AlN样品进行性能测试。
三、实验结果与分析
1.AlN陶瓷的烧结性能
经过上述制备方法所得到的AlN陶瓷烧结致密，表面光滑，无明显气孔、开裂等缺陷。经SEM扫描分析发现，AlN陶瓷晶粒呈均匀分布，晶粒尺寸在1-5μm之间。
2.AlN陶瓷的物理性能
利用显微硬度仪测试了制备的AlN陶瓷的硬度，测量结果为24.5GPa。这表明所制备的AlN陶瓷具有较好的硬度。
3.AlN陶瓷的热性能
通过热导测试仪得到AlN陶瓷的热导率，测试结果为303W/m·K，表明所制备的AlN陶瓷具有优异的热导性能。
四、结论
综上所述，本研究成功实现了AlN陶瓷的低温烧结制备，制备的陶瓷具有较高的物理性能和热性能。但是，本研究的制备方法尚存在一定的问题，如助烧剂的残留问题需要进一步改进。同时，本研究的制备方法还需要在工业生产上进行实践验证。