非水解溶胶-凝胶结合碳热还原氮化法制备AlN粉体工艺研究.docx

非水解溶胶-凝胶结合碳热还原氮化法制备AlN粉体工艺研究
摘要
本文采用非水解溶胶-凝胶结合碳热还原氮化法制备了AlN粉体，并对其工艺进行了研究。首先，以铝酸盐和葡聚糖为原料，通过水解-缩合反应制备了非水解溶胶-凝胶前体。然后，在该前体中加入尿素作为氮源，通过碳热还原氮化法得到了AlN粉体。通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察和热重分析等手段表征了所制备的AlN粉体的结构、形貌和热稳定性等性质。结果表明，所制备的AlN粉体具有纯相、细颗粒、高比表面积和优异的热稳定性等优良特性，适用于制备多种高性能陶瓷材料和电子器件。
关键词：非水解溶胶-凝胶；碳热还原氮化法；AlN粉体；特性分析
Abstract
Inthispaper,AlNpowderwaspreparedbynon-hydrolyticsol-gel-co-carbon-thermalreductionnitridationmethod,andtheprocesswasstudied.Firstly,non-hydrolyticsol-gelprecursorswerepreparedfromaluminumsaltsandglucosebyhydrolysis-condensationreaction.Then,ureawasaddedasthenitrogensourcetotheprecursor,andAlNpowderwasobtainedbycarbon-thermalreductionnitridationmethod.Thestructure,morphologyandthermalstabilityofthepreparedAlNpowderwerecharacterizedbyX-raydiffractionanalysis,scanningelectronmicroscopyobservationandthermalanalysis.TheresultsshowthatthepreparedAlNpowderhasexcellentpropertiessuchaspurephase,fineparticles,highspecificsurfaceareaandexcellentthermalstability,whichissuitableforpreparingvarioushigh-performanceceramicmaterialsandelectronicdevices.
Keywords:non-hydrolyticsol-gel;carbon-thermalreductionnitridationmethod;AlNpowder;characteristicanalysis
引言
氮化铝（AlN）是一种性能优异的新兴陶瓷材料，具有高硬度、高抗氧化、高热导率、低热膨胀系数等优良特性，是制备多种先进电子器件和高性能陶瓷材料的重要原料。目前，制备AlN粉体的方法主要有氮气保护还原法、氨气气相反应法、等离子体辅助化学气相沉积法、溶胶-凝胶法等。然而，这些方法存在一些缺点，如操作条件复杂、粒径分布不均、纯度低等问题。因此，开发一种简单、可控、低成本的AlN粉体制备方法至关重要。
非水解溶胶-凝胶法是一种制备高纯度、细颗粒、均一分布的陶瓷粉体的有效方法，以其操作简单、成本低等优势广受关注。碳热还原氮化法是一种将金属氧化物转化为金属氮化物的有效方法，该方法具有反应温度低、制备过程短、分布均匀等特点。因此，将非水解溶胶-凝胶法和碳热还原氮化法结合起来，可以制备高纯度、细颗粒、均一分布的AlN粉体。
本文采用非水解溶胶-凝胶结合碳热还原氮化法制备AlN粉体，并对其工艺进行了研究。采用X射线衍射分析、扫描电镜观察和热重分析等技术对所制备的AlN粉体进行了结构、形貌和热稳定性等特性分析。