放电等离子烧结制备细晶AlN陶瓷

摘要

采用纯纳米AlN粉和掺杂质量分数3%Y₂O₃的纳米AlN粉为原料，经放电等离子烧结工艺制备AlN陶瓷，研究了两类AlN陶瓷的相对密度、微观组织、力学性能和导热性能。结果表明：纯纳米AlN粉和掺杂Y₂O₃纳米AlN粉在40～60 MPa下，经1500℃放电等离子烧结5～60 min，均可获得相对密度>99%的AlN陶瓷。当烧结压力为50 MPa时，获得的AlN陶瓷晶粒尺寸最小，分别为176 nm和190 nm，细化晶粒明显提高了AlN陶瓷硬度和抗弯强度。当烧结时间从5 min延长至60 min时，两种AlN陶瓷晶粒尺寸分别增大至1.71μm和1.73μm。晶粒长大导致AlN陶瓷硬度和抗弯强度下降，但提升了导热性能。通过对比发现，相同放电等离子烧结工艺下添加烧结助剂Y₂O₃能够有效提升AlN陶瓷的综合性能。

关键词

AlN陶瓷 / 放电等离子烧结 / 晶粒细化 / Y₂O₃

基金资助

河北省省级科技计划资助项目（20311001D）