稀土氧化物对SPS烧结AlN陶瓷电性能的影响

作者：黄林芸; 李晨辉; 柯文明; 史玉升; 贺智勇; 张启富

来源：无机材料学报, 2015, 30(03): 267-271.

DOI：10.15541/jim20140428

• 氮化铝
• 氧化钐
• 氧化钇
• 放电等离子烧结
• 电性能

以AlN粉末为原料,添加稀土氧化物(Sm2O3、Y2O3),在氮气气氛下,采用SPS烧结方法制备AlN陶瓷,研究稀土氧化物的掺杂对AlN烧结试样相组成、微观结构和电性能的影响。实验表明:Sm2O3、Y2O3与Al2O3反应生成的液相稀土金属铝酸盐会提高AlN陶瓷致密度,且在晶界处形成导电通路降低了AlN陶瓷电阻率。随着Sm2O3掺杂量的增加,晶界相逐渐由Sm4Al2O9过渡到SmAlO3,且Sm4Al2O9对电阻率贡献最大。其中,3wt%Sm2O3掺杂AlN陶瓷电阻率最低,为1.32×1010Ω·cm,相对密度为99.33%。Y2O3掺杂量的增加会使晶界处钇铝酸盐由富铝酸盐向富钇酸盐转变,三者电阻率相差较小,Y2O3含量高于3wt%的AlN陶瓷电阻率维持在1×1010Ω·cm左右,其中4wt%Y2O3掺杂AlN相对密度最高为99.08%。

• 单位
  中国钢研科技集团有限公司; 材料成形与模具技术国家重点实验室; 华中科技大学