中國粉體網訊 氮化鋁具有高熱導率、良好的電絕緣性、低介電常數、無毒等性能，應用前景十分廣闊，特別是隨著大功率和超大規模集成電路的發展，集成電路和基片間散熱的重要性也越來越明顯。因此，基片必須要具有高的導熱率和電阻率。
為滿足這一要求，國內外研究學者開發出了一系列高性能的陶瓷基片材料，其中主要包括：Al2O3、BeO、AlN、BN、Si3N4、SiC，其中氮化鋁是綜合性能最優良的新型先進陶瓷材料，被認為是新一代高集成度半導體基片和電子器件的理想封裝材料。
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燒結過程是氮化鋁陶瓷制備的一個重要階段，直接影響陶瓷的顯微結構如晶粒尺寸與分布、氣孔率和晶界體積分數等。因此燒結技術成為制備高質量氮化鋁陶瓷的關鍵技術。氮化鋁陶瓷常用的燒結技術有無壓燒結、熱壓燒結、放電等離子燒結、微波燒結等。
無壓燒結
熱壓燒結
熱壓燒結是對裝入模具的粉體同時加熱加壓，使粉料處于熱塑性狀態，從而產生兩種特殊的傳質過程，即晶界滑移和擠壓蠕變傳質。這兩種傳質過程在普通燒結過程中基本是不存在的，有助于顆粒的接觸擴散和流動傳質過程的進行，從而降低燒結溫度和氣孔率。
其中高壓燒結可以稱之為熱壓燒結的一種特殊形式，它不同于常規熱壓燒結之處在于陶瓷坯體高溫燒結時施加的外來壓力更高，一般要大于1.0GPa。在這樣的高壓下進行燒結，不僅能夠使材料迅速達到高致密度，而且有可能使得晶體結構甚至原子、電子狀態發生變化，從而賦予材料在無壓燒結或熱壓燒結工藝下所達不到的性能。
放電等離子燒結
微波燒結
微波燒結是通過物質吸收微波的能量而進行自身加熱，其加熱過程在坯體整個體積內同時進行，升溫迅速、溫場均勻。此外，微波燒結本身也是一種活化燒結的過程，因此整個加熱燒結的時間特別是高溫反應期大大縮短。這些特點有利于提高致密化速度并可有效抑制晶粒生長，從而獲得常規燒結方法無法實現的獨特的性能和結構，因此具有良好的發展前景。
微波燒結是一種新型、高效的燒結技術，具有傳統燒結技術無可比擬的優越性。不添加任何燒結助劑的微波燒結法被認為是一條獲得AlN透明陶瓷非常有前途的低成本化技術途徑，但是受微波燒結設備的限制，通常很難獲得較低的燒結溫度，因此，有必要開展微波低溫燒結工藝制備AlN透明陶瓷的研究。
總結
氮化鋁陶瓷的燒結十分復雜，AlN屬于共價鍵化合物，熔點高，原子自擴散系數小，因此，純AlN陶瓷很難燒結致密化，難以獲得高的熱導率和良好的機械強度。因而，AlN陶瓷燒結需要保護氣氛以及添加少量的燒結助劑，目前采用最多的仍為添加燒結助劑的氮氣保護下的常壓燒結。
參考來源：
[1]袁文杰等.高熱導率氮化鋁陶瓷的研究進展
[2]燕東明等.高熱導率氮化鋁陶瓷研究進展
[3]丁利文等.AlN陶瓷的性能及應用
[4]孫悅等.燒結氣氛對氮化鋁陶瓷結構與性能的影響
（中國粉體網編輯整理/山川）
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