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材料成型是材料制备过程中的重要环节。凝胶注模成型工艺具有能够成型出高强度、复杂形状的的素坯,是一种近净尺寸成型技术,而且工艺装备较为简单的诸多优势,因而受到广泛的关注和发展。凝胶注模成型关注的重点是凝胶体系,目的是寻找新型的低毒性、添加剂种类和用量少,并且适合于陶瓷材料成型的体系。在课题组前期的工作中,发现添加一种高分子共聚物Isobam-104能够对氧化物陶瓷材料,例如Al2O3、ZrO2、Y2O3等,同时起到分散和固化成型的作用。本篇论文主要讨论了Isobam-104在非单一成分氧化物原料YAG陶瓷(其原料是混合的Al2O3和Y2O3粉体)和非氧化物AlN陶瓷凝胶注模成型中的应用。研究了浆料固含量和Isobam-104添加量对浆料流变性能和相应的陶瓷性能的影响;并采用所制备的AlN陶瓷基片开展了DBC金属化研究。 Zeta电位测试表明,Isobam-104在中性和碱性的水溶液中对两种原料都具有很好的分散能力。对于商用AlN粉体,Isobam-104的添加量为0.3wt%时浆料的粘度最低。在AlN和用作烧结助剂的Y2O3粉体都包覆了防水层的情况下,浆料的储能模量不高;加入未包覆的Y2O3粉体能够显著地提高浆料的储能模量和凝胶强度。烧结后的AlN陶瓷显微结构致密均匀,热导率达到204W/m·K。对于Al2O3-y2O3的混合粉料,Isobam-104最适合的添加量是0.5wt%,烧结后的YAG陶瓷其透过率随着浆料固含量的升高和Isobam-104用量的增加而降低,这主要是由于浆料粘度升高导致气泡不易从浆料中排出而形成缺陷。对素坯进行等静压处理能够显著提高样品的烧结能力,样品在1100nm处的透过率达到82%。 AlN陶瓷金属化是在陶瓷基片表面覆接一层导电金属层,采用DBC方法利用Cu-(0)共晶液相作为粘结介质能够避免采用其它粘结剂而引入的额外热阻。因为AlN和Cu反应发出气体,不利于形成牢固的结合界面,所以需要对AlN表面进行预氧化,氧化的速度和致密程度受到温度的影响,而氧化时间可以用来控制氧化层厚度。对AlN进行DBC结合的实验结果表明,DBC过程对反应面周围的温度环境非常敏感。