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中科院研究團隊:DLP技術(shù)打印AlN陶瓷

魔猴君  行業(yè)資訊   1564天前

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氮化鋁(AlN)具有很高的理論熱導(dǎo)率(319 W /(m·K)),具有良好的電絕緣性,低的熱膨脹系數(shù)和較高的機械強度,是一種在散熱器和微電子應(yīng)用的有廣泛前途的陶瓷材料。DLP技術(shù)可以制造具有微小結(jié)構(gòu)的小型組件,中科院研究團隊基于此種技術(shù)打印AlN陶瓷并對其導(dǎo)熱性和力學(xué)性能進行了探究。

研究團隊將AlN粉末和Y2O3粉末分散在光敏樹脂中,加入觸變劑并球磨來制備55vol%的高固相低粘度的陶瓷漿料,在500℃下脫脂,在1780℃—1845℃間不同溫度燒結(jié),圖1所示為1845℃燒結(jié)的零件,圖1(a)顯示了兩個帶螺紋的小零件。 從圖1(d),(e)和(f)中可以明顯看出,在這兩個小部分中具有漸變尺寸和恒定尺寸的微米級螺紋和凹槽。其表面是光滑的,凹槽邊緣沒有毛刺,圖1(b)和(c)中為具有不同尺寸的坩堝和基底。

1 AlN陶瓷的宏觀圖像和相應(yīng)的顯微圖像:(a)帶有螺紋的小零件,(b)不同尺寸的坩堝,(c)基底,(d)是(a)中的A的高倍率圖像,(e)是(a)中的B的高倍率圖像和(f)是(a)中的C的高倍率圖像

2(左)中 AlN陶瓷的導(dǎo)熱率從82 W /(m·K)變化到155 W /(m·K),并且隨著燒結(jié)溫度的升高而增加。隨著溫度的升高,樣品的密度增加,孔隙率降低。因此,研究人員認為AlN-1845的最高導(dǎo)熱率可歸因于致密化過程中明顯降低的晶界和點缺陷。彎曲強度在139MPa至265 MPa范圍內(nèi),并隨溫度的升高而增加。

圖3不同溫度下燒結(jié)的AlN陶瓷的熱導(dǎo)率(左)不同溫度下燒結(jié)AlN陶瓷的彎曲強度(右)

本文研究團隊使用DLP 技術(shù)和熱處理結(jié)合工藝成功實現(xiàn)具有高導(dǎo)熱性和高抗彎強度的近凈成形的AlN陶瓷制造,研究了溫度對AlN陶瓷相變,微觀結(jié)構(gòu),導(dǎo)熱性能和彎曲性能的影響。這項工作中采用的方法可以進一步應(yīng)用以制備其他具有復(fù)雜形狀的功能陶瓷,具有廣闊的應(yīng)用前景。


來源:https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guoneidongtai/39839.html

   
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