烧结助剂对氮化铝,氮化硼复合陶瓷性能影响-行业动态-天元航材

烧结助剂会对氮化铝,氮化硼复合陶瓷性能造成什么样的影响呢？氮化铝与氮化硼属于共价化合物，熔点高，原子自扩散系数小，Al-B-N系统中，氧化铝和氮化硼具有不同的晶体结构和价电子结构，平衡条件下，不能形成固溶体。同时，在烧结过程中，六方氮化硼片状晶体的生长叉堆砌形成卡片房式结构，阻碍了氧化铝/氮化硼复合材料的烧结收缩和致密。通常要通过提高粉料的烧结活性和添加烧结助剂等来获得高性能的氧化铝/氮化硼复合材料。

烧结助剂主要是为了促进烧结，降低烧结温度。南京工业大学沈春英教授以三氧化二钇为烧结助剂，通过热压烧结方法制备出相对密度达98.5%的氮化硼/氮化铝复合陶瓷，发现随着烧结助剂的增加，复合陶瓷的氮化硼体积密度也会增加。杜帅教授以一定量的二氟化钙为添加剂，详细地研究了材料在低频下的介电性能，在烧结温度为1850-1950℃;保温时间为1-5h;机械压力为10-40MPa;

烧结气氛为N2(0.1MPa)或真空(1.33×10-3Pa)下热压烧结，获得的介电常数为9.78～14.32的BN/AlN复合陶瓷。同时，李晓云等[16]研究了Y2O3和CaCO3对BN/AlN致密性及介电性能的影响。

烧结助剂实验结果表明：Y2O3和CaCO3均有促进陶瓷体致密化的作用，在Y2O3质量分数为5%的条件下，获得相对密度为98.0%，相对介电常数为8.5、介质损耗为0.000683（1 MHz下）的AlN/BN复合陶瓷材料。这主要是由于在高温下烧结助剂为液相，可以促进BN颗粒的排列和生长，净化晶界，促进烧结致密化，减小材料内部的氧缺陷浓度，提高热导率。