中國粉體網(wǎng)訊  由于具有良好的機械強度、較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,，氧化鋁成為最常用的工業(yè)原料之一,，在陶瓷,、耐火材料,、醫(yī)藥,、催化等領(lǐng)域有著極其重要應(yīng)用。

氮化物陶瓷是氮與金屬或非金屬元素以共價鍵相結(jié)合的以難熔化合物為主要成分的陶瓷,。氮化物陶瓷具有極其優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能,，是制造各種易腐蝕部件的好材料。它還有透微波的性能,，可以用作雷達天線罩,。它的介電性能隨溫度的變化甚小，在高溫下至少可用到550°C,。它的抗熱震性能在各類陶瓷中是比較優(yōu)越的,，這使它可以在六個馬赫(即六倍于音速)，甚至于可在七個馬赫的飛行速度下使用,，是制造火箭噴嘴和透平葉片的合適材料,。

將氧化鋁與氮化物結(jié)合會擦出怎樣的火花呢？關(guān)于這方面的研究較少,，小編整理了一些關(guān)于氧化鋁和部分氮化物結(jié)合的相關(guān)研究,。

氧化鋁結(jié)合氮化鋁

氮化鋁在高溫下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的強度，其在高溫材料方面擁有著良好的應(yīng)用前景,。但是由于氮化鋁的制備工藝較為傳統(tǒng),，而這也促使氮化鋁在制備過程中成本非常高，這使AlN粉末價格昂貴,，難以滿足市場使用要求,。

同時氮化鋁粉末在潮濕空氣中極易水化，儲存難度大,。而且作為共價鍵化合物,，氮化鋁在低溫下燒結(jié)難以獲得致密陶瓷，這些都是制約氮化鋁發(fā)展的因素,。

通過材料復(fù)合的方法將氮化鋁與其他材料復(fù)合可以得到既利用氮化鋁的優(yōu)點,，同時改善其性能，拓展氮化鋁陶瓷的應(yīng)用范圍,，這是氮化鋁陶瓷發(fā)展的一大趨勢,。例如已經(jīng)研制出的氮化鋁/石墨復(fù)合材料，同時具有高熱導(dǎo)率和優(yōu)異的微波衰減性能,。

現(xiàn)在市面上LED節(jié)能燈散熱陶瓷材料都是采用氧化鋁混合滑石粉這種成分制備的,，但從實際效果來看，這種配比并非最好的導(dǎo)熱陶瓷,，最終導(dǎo)熱率不理想導(dǎo)致燈的壽命大為減少,。

劉偉南以氧化鋁為陶瓷主要成分,，使用氮化鋁部分代替氧化鋁來實現(xiàn)復(fù)合陶瓷的導(dǎo)熱性能的提升，以此來達到延長現(xiàn)有LED使用壽命的任務(wù),。

在燒結(jié)過程中,，隨溫度升高依次生成了Al₆O₃N₄、Al₈O₃N₆,、Al₅O₆N和Al₇O₃N₅這四種新相,，且與AlN結(jié)構(gòu)相同，且均為鉛鋅礦結(jié)構(gòu),，因此有利于提高復(fù)相陶瓷的熱傳導(dǎo),；實驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)�化鋁含量為40%，燒結(jié)溫度1500℃時,，所制得的復(fù)合陶瓷導(dǎo)熱率有極大的提升,。

氧化鋁結(jié)合氮化硼

環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的力學(xué)性能、絕緣性能以及化學(xué)穩(wěn)定性,，在膠黏劑,、電子封裝以及特高壓輸電等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。但環(huán)氧樹脂的熱導(dǎo)率較低,，在導(dǎo)熱與絕緣需求均較高的領(lǐng)域應(yīng)用受到限制,。

金屬粉末、碳納米管以及石墨烯填料雖然常被用來嘗試改善環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱性能,，但它們對環(huán)氧樹脂的絕緣性能會產(chǎn)生明顯的負面影響,，因此，在環(huán)氧樹脂絕緣材料中,，一般只使用Al₂O₃以及BN等同樣具有絕緣性的無機顆粒,。

陳赟等研究利用BN/Al₂O₃復(fù)配產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)更好地改善環(huán)氧樹脂絕緣材料的絕緣及導(dǎo)熱性能，研究表明：

BN/Al₂O₃填料復(fù)配后,，能夠以總體積分數(shù)更少的填料更有效地提高環(huán)氧樹脂絕緣材料的導(dǎo)熱性能,，使其熱導(dǎo)率最高可達約1.5W·m^-1·K^-1，但此時環(huán)氧材料的電阻率相對較低,，為約0.5×10¹⁷Ω·cm,。若在應(yīng)用中需要環(huán)氧材料的電阻率達到1×10¹⁷Ω·cm，可通過少量增加BN填料含量實現(xiàn),，并且此時熱導(dǎo)率仍能夠達到1.2W·m^-1·K^-1,。

參考來源：

[1]劉偉南.氧化鋁/氮化鋁復(fù)合陶瓷制備工藝研究

[2]陳赟等.高導(dǎo)熱氧化鋁/氮化硼環(huán)氧復(fù)合絕緣材料性能研究

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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