高导热氮化硅陶瓷的快速制备和性能控制

作者:张景贤; 席红安; 段于森; 刘宁; 马瑞欣; 江东亮; 杨建; 李晓云; 丘泰
来源:真空电子技术, 2020, (01): 37-47.
DOI:10.16540/j.cnki.cn11-2485/tn.2020.01.04

摘要

氮化硅陶瓷力学性能优异,理论热导率高,是大功率电力电子器件的关键热管理材料。但是,高导热氮化硅陶瓷烧结温度高、保温时间长,因此制备成本居高不下,对于产业化应用不利。本研究提出了一种快速制备高导热氮化硅陶瓷的方案。以Y2O3-MgO-C作为烧结助剂,以高纯硅粉作为起始原料,通过流延成型和硅粉氮化制备素坯,在1900℃、0.6MPa保温2h制备出高导热氮化硅陶瓷。研究了C的添加量对于氮化硅陶瓷的致密化、晶相、微结构、力学性能以及热导率的影响规律。最终制备的氮化硅陶瓷密度可以达到99%以上,热导率达到98W/m·K。