致密化球形氮化铝及其制备方法与应用与流程

：本发明涉及导热填料，具体涉及一种致密化球形氮化铝及其制备方法与应用。

背景技术

0、背景技术：

1、近年来，电子集成技术发展迅速，电子设备的组装密度提高较为迅速，电路的体积逐渐缩小，整个发展趋势向轻薄小方向。在频率较高的情况下，工作的热量很容易聚集，难以排出。为了保证电子元器件的良好运行，散热能力的大小是关键因素。

2、氮化铝(aln)作为一种高密度绝缘材料，因具有较高的热导率(320w/m·k，25℃)、良好的绝缘性(＞1014ω·cm)、较低的介电常数(8.8，1mhz)与介电损耗(tanσ＝10-4)、与硅相匹配的热膨胀系数(3.2×10-6k-1)、无毒以及优异的化学稳定性、机械性能和抗等离子性等特性而受到电子工业的广泛关注。球形氮化铝粉体具有高流动性和堆积密度，作为填料使用时对体系粘度影响较小，有利于实现高填充，从而提高氮化铝基板的散热能力。

3、目前，本领域常用的球形氮化铝粉体制备方法是先将氧化铝和碳源混合均匀(在混合过程中可加入烧结助剂)，然后在氮气气氛下进行高温氮化得到含碳氮化铝，再将含碳氮化铝在空气或氧气气氛下进行碳热还原得到球形氮化铝。但这种制备方法得到的是非致密的球形氮化铝颗粒，将其用于填充材料时会出现填充量低、吸油值大等问题。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明所要解决的技术问题在于提供一种球形氮化铝的制备方法，该制备方法具有操作简单、成本低的特点，通过该制备方法能够得到致密化球形氮化铝，可以将其作为导热填料应用，填充量高，能够很好地改善复合材料的导热性能。

2、本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

3、本发明的目的之一是提供一种致密化球形氮化铝的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将氮化铝、钇化合物和铝溶胶充分混合，得到浆料；

5、(2)对所述浆料进行喷雾造粒，得到多孔球形氮化铝；

6、(3)向所述多孔球形氮化铝中加入隔离剂，混合均匀后置于马弗炉中进行高温烧结，得到含碳氮化铝；

7、(4)将所述含碳氮化铝置于马弗炉中进行除碳处理，得到致密化球形氮化铝。

8、本发明的目的之二是提供一种通过前述的制备方法得到的致密化球形氮化铝。

9、本发明的目的之三是提供前述的致密化球形氮化铝在导热填料中的应用。

10、本发明的有益效果是：

11、1、本发明以亚微米级的氮化铝为原料，并加入少量的氧化钇和铝溶胶，通过喷雾造粒技术获得多孔球形氮化铝。其中，铝溶胶一方面起到粘接剂的作用，另一方面可以和氧化钇形成钇铝盐，降低氮化铝的烧结温度，从而减少能耗。

12、2、本发明将喷雾造粒得到的多孔球形氮化铝与隔离剂混合均匀后依次进行高温烧结以及除碳处理，最终得到球形度高且整体致密化的球形氮化铝，降低球形氮化铝的比表面积，显著提高球形氮化铝作为导热填料的填充量，从而有效改善复合材料的导热性能。

技术特征：

1.一种致密化球形氮化铝的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述氮化铝的d50粒径为0.5～2μm；所述钇化合物的d50粒径为0.5～2μm；所述铝溶胶的固含量为10～30％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述钇化合物选自氧化钇、氢氧化钇、碳酸钇中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述钇化合物的用量为氮化铝质量的0.5～5％；所述铝溶胶的用量为氮化铝质量的0.5～10％；所述浆料的固含量为10～60％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述隔离剂包括但不限于石墨、炭黑中的至少一种；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述高温烧结在氮气气氛下进行，烧结温度为1500～1800℃，保温时间为0.5～5h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述除碳处理在空气或氧气气氛下进行，除碳温度为500～800℃，保温时间为0.5～3h。

8.通过权利要求1-7任意一项所述的制备方法得到的致密化球形氮化铝。

9.根据权利要求8所述的致密化球形氮化铝，其特征在于：所述球形氮化铝的球形度大于90％，比表面积为0.01～0.5m2/g。

10.权利要求8或9所述的致密化球形氮化铝在导热填料中的应用。

技术总结本发明公开了一种致密化球形氮化铝及其制备方法与应用，涉及导热填料技术领域，本发明以亚微米级的氮化铝为原料，并加入少量的氧化钇和铝溶胶，通过喷雾造粒技术获得多孔球形氮化铝，然后将多孔球形氮化铝与隔离剂混合均匀后依次进行高温烧结以及除碳处理，最终得到球形度高且整体致密化的球形氮化铝，显著降低球形氮化铝的比表面积，提高球形氮化铝作为导热填料的填充量，从而有效改善复合材料的导热性能。技术研发人员：常梦园,蒋学鑫受保护的技术使用者：安徽壹石通材料科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18