碳熱還原氮化法制備氮化鋁粉體研究進(jìn)展

編號(hào)：FTJS106998

篇名：碳熱還原氮化法制備氮化鋁粉體研究進(jìn)展

作者：袁振俠 李大海 徐佳豪 邵遠(yuǎn) 陸有軍 王燕民

關(guān)鍵詞： 氮化鋁粉體 碳熱還原氮化 前驅(qū)體

機(jī)構(gòu)： 寧夏北瓷新材料科技有限公司 北方民族大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 碳基先進(jìn)陶瓷制備技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心 華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

摘要： 本文從反應(yīng)機(jī)理、Al2O3–C界面改善技術(shù)、高比表面積前驅(qū)體制備技術(shù)以及反應(yīng)氣氛調(diào)控技術(shù)諸方面綜述了碳熱還原氮化(CRN)法合成氮化鋁(AlN)粉體的研究進(jìn)展。依據(jù)相關(guān)氣-固反應(yīng)討論了反應(yīng)過程的質(zhì)量損失和晶須生長的傳質(zhì)過程,并根據(jù)固–固反應(yīng)控制機(jī)理討論了合成產(chǎn)物與前驅(qū)體形貌延續(xù)的現(xiàn)象,以及多項(xiàng)研究中Al–O–C與Al–C–N等Al2O3的轉(zhuǎn)化中間態(tài)化合物的形成機(jī)制。在固–固反應(yīng)機(jī)理中,C原子因其既能獲得電子也能失去電子的性質(zhì)而充當(dāng)電子交換媒介促進(jìn)N2分解和反應(yīng)正向進(jìn)行。采用CRN法合成氮化鋁粉體技術(shù)工藝可歸結(jié)為:1)通過引入有機(jī)高分子分散劑改善C與Al2O3顆粒的分散態(tài),以形成在原料顆粒尺度層面上的均勻結(jié)合界面;2)通過引入黏結(jié)劑(如有機(jī)碳源)對(duì)Al2O3顆粒均勻包覆,并經(jīng)熱解形成裂解碳與Al2O3的均勻結(jié)合;3)通過有機(jī)物分解、燃燒合成、溶膠–凝膠和發(fā)泡–注凝等工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)多孔高比表面積前驅(qū)體的制備和鋁源與碳源在超微尺度上的均勻混合,進(jìn)而降低完全反應(yīng)的條件,以合成納米AlN粉體;4)增加反應(yīng)氣氛的置換(流動(dòng))效率,降低CO分壓并增加N2分壓以促進(jìn)合成反應(yīng)的正向進(jìn)行。根據(jù)現(xiàn)有研究成果,本文還以關(guān)鍵技術(shù)與關(guān)鍵裝備結(jié)合為思路,分別提出發(fā)展連續(xù)式前驅(qū)體制造與連續(xù)式高溫合成裝備,尤其可解決溫區(qū)差異和氣流場差異問題的連續(xù)式高溫合成裝備,以提高CRN法產(chǎn)業(yè)化合成AlN粉體性能和效率。