一种氮化硅基板原料制备方法技术

本发明专利技术公开一种氮化硅基板原料制备方法。本发明专利技术提供的一种氮化硅基板原料制备方法，通过向氮化硅原粉中加入添加剂，所述添加剂为稀土类添加剂。将所述氮化硅原粉与所述添加剂充分融合，利用气氛压力烧结法对融合后的粉末进行燃烧，使所述添加剂在气氛压力烧结过程中释放，从而使得本发明专利技术的氮化硅基板原料所能制备出的氮化硅基板在满足超大尺寸、超薄厚度、高导热率等工艺要求的同时保证机械性能。导热率等工艺要求的同时保证机械性能。导热率等工艺要求的同时保证机械性能。

【技术实现步骤摘要】
一种氮化硅基板原料制备方法


[0001]本专利技术涉及氮化硅基板原料制备
，具体涉及一种氮化硅基板原料制备方法。

技术介绍

[0002]氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，硬度大，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体；高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。目前国内只有少数院校及科研院所从事氮化硅基板原料相关研发及技术攻关，现有国内市场上的氮化硅粉在致密性和纯度的提升方面，很难有质的突破。因此，有必要提出一种氮化硅基板原料制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种氮化硅基板原料制备方法，以解决现有国内市场上的氮化硅粉在致密性和纯度方面有待提升的问题。
[0004]本专利技术提供一种氮化硅基板原料制备方法，包括如下步骤：
[0005]步骤一、向氮化硅原粉中加入添加剂，所述添加剂为稀土类添加剂；
[0006]步骤二、将所述氮化硅原粉与所述添加剂充分融合；
[0007]步骤三、利用气氛压力烧结工艺对融合后的粉末进行燃烧，使所述添加剂在气氛压力烧结过程中释放。
[0008]进一步地，所述步骤三还包括：采用气相增强控温活化法，控制Si
‑
N体系的最高燃烧反应温度，同时采用化学激励和机械活化手段来降低反应活化能。
[0009]进一步地，所述步骤三还包括：利用除尘系统的引风负压以及旋风分离器，根据氮化硅粉末的粉体颗粒粒度设计，对粉块进行吸扫，消除搭桥，提高致密性。
[0010]进一步地，所述步骤一中，所述稀土类添加剂为氟化钇、三氟化镧、无水氟化镱、氟化铕、三氟化钐、三氟化铈或氟化钕中的一种或多种。
[0011]进一步地，所述步骤一中，还包括：向氮化硅原粉中加入金属氧化物，所述金属氧化物为为氧化铝、氧化镁、氧化锆或氧化钛中的一种或多种。
[0012]进一步地，所述步骤一中，还包括：向氮化硅原粉中加入粘结剂，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇或酚醛树脂。
[0013]进一步地，所述步骤一中，还包括：向氮化硅原粉中加入分散剂，所述分散剂为聚丙烯酸铵。
[0014]进一步地，所述步骤一中，还包括：向氮化硅原粉中加入消泡剂，所述消泡剂为磷酸三丁脂。
[0015]本专利技术具有以下有益效果：
[0016]本专利技术提供的一种氮化硅基板原料制备方法，通过向氮化硅原粉中加入添加剂，所述添加剂为稀土类添加剂。将所述氮化硅原粉与所述添加剂充分融合，利用气氛压力烧
结法对融合后的粉末进行燃烧，使所述添加剂在气氛压力烧结过程中释放，从而使得本专利技术的氮化硅基板原料所能制备出的氮化硅基板在满足超大尺寸、超薄厚度、高导热率等工艺要求的同时保证机械性能。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术提供的氮化硅基板原料制备方法的流程图。
具体实施方式
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0020]请参阅图1，本专利技术实施例提供的一种氮化硅基板原料制备方法，包括如下步骤：
[0021]步骤一、向氮化硅原粉中加入添加剂，所述添加剂为稀土类添加剂。
[0022]在本实施例中，所述步骤一中，所述稀土类添加剂为氟化钇、三氟化镧、无水氟化镱、氟化铕、三氟化钐、三氟化铈或氟化钕中的一种或多种。氟化钇是一种化学物质，常温下为灰白色粉末或结晶。三氟化镧为白色面心立方晶体，几乎不溶于水，但可溶在醇中，溶解规律同于稀土氯化物。氟化铕是一种灰色粉末，化学性质比较稳定；不溶于水，易溶于酸。氟化铕微纳米棒可以由含氟离子的化合物和含铕离子的氧化物在碱性条件下通过水热法合成制备。三氟化铈常用作高纯化学品、镀膜材料，标准状况下，三氟化铈不溶于水。氟化钕为白色略带紫红色的粉末，不溶于水，也不溶于盐酸、硝酸和硫酸，但能溶于高氯酸，在空气中有吸湿性，较稳定。
[0023]以氟化钇、三氟化镧、无水氟化镱、氟化铕、三氟化钐、三氟化铈或氟化钕等稀土类添加剂为烧结助剂，可以避免助剂中的氧进入到氮化硅晶格中，减少了晶格氧对氮化硅陶瓷热导率的影响。制备得到的氮化硅陶瓷不仅具有较高的热导率，同时具有高机械强度、耐水性、抗氧化性等优点，成为电子封装领域具有巨大潜力的一种材料。
[0024]所述步骤一中，还可以包括：向氮化硅原粉中加入金属氧化物，所述金属氧化物为为氧化铝、氧化镁、氧化锆或氧化钛中的一种或多种。通过金属氧化物作为烧结助剂，这些烧结助剂在超过其低共熔点温度时与氮化硅表面微量的二氧化硅形成液相，颗粒通过在该液相中进行重排实现紧密堆积，冷却后液相转变为玻璃相留在烧结体中，烧结体中只有氮化硅相。
[0025]所述步骤一中，还可以包括：向氮化硅原粉中加入粘结剂，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇或酚醛树脂。聚乙烯醇是一种有机化合物，外观是白色片状、絮状或粉末状固体，无味。溶于水，微溶于二甲基亚砜，不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。聚乙烯醇是重要的化工原料，用于制
造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂、胶水等。聚乙烯醇缩丁醛是由聚乙烯醇与丁醛在酸催化下缩合的产物。由于PVB分子含有较长支链,具有良好的柔顺性,玻璃化温度低,有很高的拉伸强度和抗冲击强度；PVB具有优良的透明度,良好的溶解性,很好的耐光、耐水、耐热、耐寒和成膜性；它含有的官能团可以进行乙酞基的皂化反应,经基的醋化、磺酸化等各种反应；与玻璃、金属(尤其是铝)等材料有很高的粘接力。因此,在制造夹层安全玻璃、粘合剂、陶瓷花纸、铝箔纸、电器材料、玻璃钢制品、织物处理剂等领域得到了广泛应用,成为一种不可或缺的合成树脂材料。聚乙二醇是一种高分子聚合物，无刺激性，味微苦，具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性。具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂，可作为抗静电剂及柔软剂等使用，在化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业中均有着极为广泛的应用。酚醛树脂，又名电木，原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，呈颗粒或粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。由苯酚醛或其衍生物缩聚而得。
[0026]所述步骤一中，还可以包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化硅基板原料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、向氮化硅原粉中加入添加剂，所述添加剂为稀土类添加剂；步骤二、将所述氮化硅原粉与所述添加剂充分融合；步骤三、利用气氛压力烧结工艺对融合后的粉末进行燃烧，使所述添加剂在气氛压力烧结过程中释放。2.根据权利要求1所述的一种氮化硅基板原料制备方法，其特征在于，所述步骤三还包括：采用气相增强控温活化法，控制Si
‑
N体系的最高燃烧反应温度，同时采用化学激励和机械活化手段来降低反应活化能。3.根据权利要求1所述的一种氮化硅基板原料制备方法，其特征在于，所述步骤三还包括：利用除尘系统的引风负压以及旋风分离器，根据氮化硅粉末的粉体颗粒粒度设计，对粉块进行吸扫，消除搭桥，提高致密性。4.根据权利要求1所述的一种氮化硅基板原料制备方法，其特征在于，所述步骤一...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏小龙，
申请(专利权)人：埃克诺新材料大连有限公司，
类型：发明
国别省市：