Способ получения нитрида алюминия

Изобретение относится к технологии получения керамических порошков нитрида алюминия, которые могут быть использованы в электронике, электротехнике, в частности, в качестве материала подложек мощных силовых и СВЧ-полупроводниковых приборов. Нитрид алюминия получают путем сжигания компактированного в пресс-форме при давлении 7 МПа нанопорошка алюминия с добавлением нанопорошка железа в количестве 0,2 мас.% в воздухе. Технический результат изобретения заключается в повышении выхода нитрида алюминия до 90 мас.% в продуктах сгорания. 2 табл.

 

Изобретение относится к изготовлению керамических порошков на основе нитрида алюминия, которые могут быть использованы в электронике, электротехнике, в частности в качестве материала подложек мощных силовых и СВЧ-полупроводниковых приборов, а также других устройств, где требуются низкая диэлектрическая проницаемость, прочность и высокая теплопроводность материала при низкой электропроводности.

Известен способ получения нитрида алюминия (Патент РФ №2247694, МПК7 С01В 21/072, опубликован 10.03.2005 г.), заключающийся в воздействии ультрафиолетовым излучением мощностью не менее 1,6·10-2 Вт/см2 на горящий нанопорошок алюминия. Недостатками данного способа являются низкое содержание нитрида алюминия, не превышающее 80,9 мас.%, а также высокие энергозатраты, обусловленные применением источника ультрафиолетового излучения мощностью не менее 1,6·10-2 Вт/см2.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения нитрида алюминия (Способ получения нитрида алюминия, Патент РФ №2421395, С01В 21/072, опубл. 20.06.2011), включающий получение нитрида алюминия действием постоянного магнитного поля с индукцией 0,30-0,40 Тл на горящий нанопорошок алюминия в воздухе.

Недостатком данного способа является низкое содержание нитрида алюминия в продуктах сгорания, не превышающее 83 мас.%.

Задачей изобретения является увеличение выхода нитрида алюминия. Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе получения нитрида алюминия путем сжигания нанопорошка алюминия в воздухе, согласно предложенному решению, в исходный нанопорошок алюминия добавляют нанопорошок железа в количестве 0,2 мас.% и уплотняют в пресс-форме при давлении 7 МПа.

Пример

В нанопорошок алюминия (среднеповерхностный диаметр частиц 80 нм) добавляют по 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мас.% нанопорошка железа сверх 0,3 г нанопорошка алюминия и смешивают в сухом виде. Полученные смеси засыпают в стальную пресс-форму диаметром 10 мм и подвергают уплотнению под давлением 5-20 МПа. Образцы нанопорошка алюминия представляют собой пористые таблетки с различной плотностью и пористостью. Параллельно приготавливают образцы нанопорошка алюминия по 0,3 г без добавок нанопорошка железа.

Процесс горения таблеток инициировали с помощью нихромовой спирали путем пропускания через нее электрический ток. Процесс горения сопровождался повышением температуры до 2000°C и ярким свечением. Процесс горения протекал на керамической подложке в условиях естественного газо- и теплообмена (в условиях теплового взрывы). После окончания горения и охлаждения образца его дезагрегировали в агатовой ступе. Образцы легко разрушались, так как в процессе горения не образовывалось жидкой фазы.

Измельченные образцы анализировали на содержание азота с помощью метода Кьельдаля. Результаты анализов пересчитывали на содержание нитрида алюминия. Содержание остаточного алюминия определяли с помощью волюмометрического анализа по содержанию водорода.

В таблице 1 приведены экспериментальные данные по определению выхода нитрида алюминия, содержания остаточного алюминия, в зависимости от давления уплотнения и содержания добавки нанопорошка железа.

Согласно результатам (таблица 1), максимальный выход при сгорании нанопорошка алюминия (90 мас.%) наблюдается в образце, уплотненном при давлении 7 МПа и содержании добавки нанопорошка алюминия 0,2 мас.%. При увеличении давления повышается содержание остаточного алюминия в условиях горения.

В таблице 2 представлены результаты пересчета на содержание нитрида алюминия анализов по определению содержания азота методом Кьельдаля в образцах, уплотненных при давлении 7 МПа с добавкой 0,2 мас.% нанопорошка железа.

Согласно полученным результатам (Таблица 2), увеличение выхода нитрида алюминия в продуктах сгорания компактированного образца нанопорошка алюминия в сравнении с продуктами сгорания нанопорошка алюминия в магнитном поле (0,30-0,40 Тл) составило, в среднем, 7 мас.%. Таким образом, сжигание в воздухе нанопорошка алюминия с добавкой нанопорошка железа в компактированном состоянии, в сравнении с нанопорошком, сожженным в магнитном поле, согласно предложенному способу приводит к повышению выхода нитрида алюминия.

Способ получения нитрида алюминия путем сжигания нанопорошка алюминия в воздухе, отличающийся тем, что в исходный нанопорошок алюминия добавляют нанопорошок железа в количестве 0,2 мас.% и уплотняют в пресс-форме при давлении 7 МПа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения поликристаллических материалов, которые могут быть использованы, преимущественно, для изготовления бурового и правящего инструмента.

Изобретение относится к электротехнике и электронике, а именно к технологии изготовления пьезоэлементов из электрофизической керамики. Способ нагрева заготовки пьезоэлемента включает размещение предварительно сформованной и обожженной заготовки пьезоэлемента из керамики в форме, изготовленной из диэлектрика с высоким значением тангенса угла диэлектрических потерь, и последующий нагрев размещенной в указанной форме заготовки пьезоэлемента в поле СВЧ.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии изготовления керамических проппантов, предназначенных для использования в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти или газа методом гидравлического разрыва пласта.

Изобретение относится к области технической керамики, в частности к износостойкому композиционному керамическому наноструктурированному материалу на основе оксида алюминия, который может быть использован для изготовления режущего инструмента и износостойких деталей для машиностроения.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии изготовления керамических проппантов, предназначенных для использования в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти или газа методом гидравлического разрыва пласта - ГРП.
Изобретение относится к технологии получения кварцевой керамики с пониженной температурой обжига и может найти широкое применение для массового производства керамических изделий различного назначения.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в производстве высокопрочных конструктивных и инструментальных материалов и изделий, например, волочильных инструментов.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам получения газоплотных композитных электролитов со смешанной кислород-ионной и протонной проводимостью.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии изготовления керамических проппантов, предназначенных для использования в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти или газа методом гидравлического разрыва пласта - ГРП.

Изобретение относится к технологии комплексной переработки промышленных отходов, а именно к переработке лома огнеупорных материалов с целью получения сферических материалов, которые могут быть использованы в качестве проппантов, мелющих тел, носителей катализаторов, огнеупорных заполнителей и насыпных фильтров.

Изобретение относится к материалам, пригодным для метода 3D формования и/или 3D печати, и может быть использовано для получения формованных изделий на основе фосфатов кальция, применяемых в медицине для костной инженерии в качестве матриксов, обладающих биологической совместимостью и остеокондуктивностью.

Изобретение относится к составу добавки для строительных материалов, в частности, может найти применение в технологии производства огнеупорных и керамических изделий различного назначения, а также ремонтов огнеупорной кладки, наливных огнеупорных смесей.

Предлагаемое изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для формования изделий как методом литья термопластичного шликера, так и методом прямого формования инжектированием через форсунки.

Изобретение относится к изготовлению газоплотной оксидной керамики со смешанной ионно-электронной проводимостью. Заявлен способ изготовления газоплотной керамики для элементов электрохимических устройств, который включает получение оксидо-органической формовочной массы смешиванием оксидного порошка с органической связкой и пластификатором, формирование заготовок заданной формы и обжиг до спекания.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам удаления воска из порошковых изделий. Одно или множество обрабатываемых изделий нагревают в печи, выдерживают в течение заданного периода времени в интервале температур выше температуры испарения воска и ниже температуры науглероживания обрабатываемых изделий и осуществляют регулирование на основании характеристик испарения органического связующего материала.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению керамической вставки для формирования в процессе литья в корпусе бурового инструмента полости для установки сменной детали.

Изобретение относится к получению сырья для производства керамических изделий с положительным температурным коэффициентом электрического сопротивления (ПТК-керамики) методом инжекционного формования.

Изобретение относится к производству плит из керамического материала. .

Изобретение относится к применению гомополимеров или сополимеров (мет)акриловой кислоты или сополимеров моноолефинов с 3-40 атомами углерода с ангидридами дикарбоновых кислот с этиленовой ненасыщенностью с 4-6 атомами углерода в качестве добавок в керамических массах, прежде всего в суглинке и глине, предназначенных для изготовления строительной керамики, такой как строительные кирпичи и кровельная черепица, а также к керамическим массам, содержащим указанные добавки.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве пустотело-пористых керамических кирпичей, камней, блоков и т.д. .
Изобретение относится к области порошковых технологий и может быть использовано в электронной промышленности для изготовления нитридной керамики. Способ получения нанодисперсной шихты для изготовления нитридной керамики заключается в том, что в герметичном реакторе в среде газообразного азота при его избыточном давлении производят электрические взрывы алюминиевого проводника с покрытием, содержащим оксид иттрия.

Изобретение относится к технологии получения керамических порошков нитрида алюминия, которые могут быть использованы в электронике, электротехнике, в частности, в качестве материала подложек мощных силовых и СВЧ-полупроводниковых приборов. Нитрид алюминия получают путем сжигания компактированного в пресс-форме при давлении 7 МПа нанопорошка алюминия с добавлением нанопорошка железа в количестве 0,2 мас. в воздухе. Технический результат изобретения заключается в повышении выхода нитрида алюминия до 90 мас. в продуктах сгорания. 2 табл.

Наверх