以金屬鋁和高純氮?dú)鉃樵螾VT法生長(zhǎng)氮化鋁晶體的方法

工業(yè)生產(chǎn)中合成氮化鋁有氮化鋁還原氮化法和鋁直接氮化法。另外，用于物理測(cè)試的AlN可采用氯化鋁與氨反應(yīng)法；高純度AlN用電弧法制取。

鋁直接氮化法：0.074mm的鋁粉在鋁球磨罐中，用煤油作介質(zhì)，料球比1:3，磨125h后烘干，得到的高細(xì)分散的高純鋁粉為原料。在鋁細(xì)粉中加入1%的LiF，（防止在高于660℃鋁熔點(diǎn)時(shí)鋁粉凝聚）?；旌狭涎b入石墨舟或剛玉舟、鎳舟，送入碳管或氧化鋁管作爐膛的電爐中。先在室溫下。用氮?dú)鈱t膛清洗數(shù)小時(shí)，然后加熱反應(yīng)。反應(yīng)用氮?dú)饨?jīng)過干燥和脫氧凈化處理。

氧化鋁還原氮化法：以高純度，小于0.5μm的氧化鋁細(xì)粉與小于2μm的高純度碳粉按重量比10:6配料，加入適量水，在剛玉球磨罐中均勻混合。將混合料干燥，碎成小塊。裝入石墨坩堝中，放進(jìn)碳管電爐內(nèi)，通入氮?dú)夥磻?yīng)。反應(yīng)溫度為1600?2000℃，保溫4h。對(duì)于反應(yīng)物中含的殘?zhí)?，在干燥空氣中?00?650℃熱處理6h可除去。產(chǎn)物純度較低。

氮化鋁制品的制造

為防止氮化鋁水解反應(yīng)，先將氮化鋁穩(wěn)定化處理。小于0.074mm的氮化鋁在0.1MPa下，氬氣中1800?2000℃下，保溫1.5h處理。然后磨至小于20μm的微粉。成型不宜用注漿法，以等靜壓法為好。在氮化鋁粉中加入3?6%濃度為2.5%的酚醛塑料酒精溶液，充分混合后在50?60℃下干燥3?4h，以排除酒精溶劑，過0.25mm篩?；旌狭舷阮A(yù)壓，再進(jìn)行等靜壓成型，壓力250MPa以上。最后，埋體置于石墨匣缽中，在碳管爐中氬氣氣氛下加熱到1950?2050℃，保溫1?2h。為了促進(jìn)燒結(jié)，常加入一些添加劑，如鐵、鈷、鎳、鉬等，以及氧化鈹、氧化鎂、氧化鋁、氧化釔等。

氮化鋁的特性和用途

氮化鋁在常壓下無熔點(diǎn)，在2450℃升華分解。其熱震穩(wěn)定性（耐2200℃?常溫急冷急熱）比氧化鋁好。常溫下，其機(jī)械強(qiáng)度低于氧化鋁，在1400℃以上比氧化鋁好。沸騰酸對(duì)氮化鋁不腐蝕，但濃苛性鈉溶液對(duì)其腐蝕。氮化鋁還耐液態(tài)氧化硼侵蝕。

氮化鋁制品可用作真空蒸發(fā)和熔煉金屬的容器，金屬熔池用浸入式熱電偶保護(hù)套管等。

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