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电子技术的发展对电子封装材料的综合性能提出越来越高的要求。传统的A1203陶瓷基板已无法满足大功率、高密度功率器件的使用要求,而A1N陶瓷具有高导热、低介电常数及与Si、GaAs半导体材料相匹配的热膨胀系数等优异的性能,成为新一代陶瓷封装材料,开展AlN陶瓷新制备工艺及其结构与性能的研究具有重要的工程应用价值。本论文针对目前A1N陶瓷材料制备技术的不足,采用新的烧结助剂添加方式烧结制备AlN陶瓷,并对其结构与性能开展研究。烧结助剂的均匀分布是获得综合性能优良的A1N陶瓷的前提。目前,常见的A1N陶瓷烧结工艺采用以氧化物粉体的方式直接添加烧结助剂,氧化物粉在A1N粉体中难以均匀分布,A1N陶瓷局部易发生烧结助剂的偏聚或缺失,降低A1N陶瓷的性能。本文采用将AlN粉体与硝酸盐-乙醇溶液均匀混合,经煅烧,硝酸盐分解成氧化物,均匀包裹在AlN粉体表面,对AlN陶瓷的烧结起促进作用。以硝酸盐的形式添加CaO-Y2O3烧结助剂,CaO、Y2O3先分别与A1N表面的A1203反应生成CaAl4O7和Y3Al5O12二元氧化物,1700℃烧结时,两种二元氧化物结合生成CaYAl3O7;继续升温,CaYAl3O7分解成二元氧化物,在1800℃烧结后,钙铝酸盐几乎全部挥发,仅剩余Y3Al5O12O烧结助剂的添加方式对AlN陶瓷的烧结致密化过程影响明显。以脱水硝酸盐形式添加烧结助剂,烧结制备的AlN陶瓷致密化程度高,晶粒生长均匀性好,第二相分布合理,其抗弯强度和热导率均高于添加相同配比的氧化物助烧剂烧结制备的AlN陶瓷。此外,通过调整烧结助剂的成分配比,在1725℃烧结的添加了1wt%Y2O3和1wt%CaO的AlN陶瓷中,A1N晶粒呈多面体形,晶界第二相含量少,且大多集中于三叉晶界处,其抗弯强度可达398.0MPa, AlN陶瓷的断裂呈现以沿晶断裂为主,辅以少量解理断裂的混合断裂特征。1700℃烧结的添加了2wt%Y2O3和2wt%CaO的AlN陶瓷显微组织结构合理,AlN晶粒尺寸约为4μm,热导率可达136.7W/(m·K)。