编号：FTJS106998
篇名：碳热还原氮化法制备氮化铝粉体研究进展
作者：袁振侠 李大海 徐佳豪 邵远 陆有军 王燕民
关键词：氮化铝粉体 碳热还原氮化 前驱体
机构：宁夏北瓷新材料科技有限公司 北方民族大学材料科学与工程学院 碳基先进陶瓷制备技术国家地方联合工程研究中心 华南理工大学材料科学与工程学院
摘要：本文从反应机理、Al2O3–C界面改善技术、高比表面积前驱体制备技术以及反应气氛调控技术诸方面综述了碳热还原氮化(CRN)法合成氮化铝(AlN)粉体的研究进展。依据相关气-固反应讨论了反应过程的质量损失和晶须生长的传质过程,并根据固–固反应控制机理讨论了合成产物与前驱体形貌延续的现象,以及多项研究中Al–O–C与Al–C–N等Al2O3的转化中间态化合物的形成机制。在固–固反应机理中,C原子因其既能获得电子也能失去电子的性质而充当电子交换媒介促进N2分解和反应正向进行。采用CRN法合成氮化铝粉体技术工艺可归结为:1)通过引入有机高分子分散剂改善C与Al2O3颗粒的分散态,以形成在原料颗粒尺度层面上的均匀结合界面;2)通过引入黏结剂(如有机碳源)对Al2O3颗粒均匀包覆,并经热解形成裂解碳与Al2O3的均匀结合;3)通过有机物分解、燃烧合成、溶胶–凝胶和发泡–注凝等工艺技术实现多孔高比表面积前驱体的制备和铝源与碳源在超微尺度上的均匀混合,进而降低完全反应的条件,以合成纳米AlN粉体;4)增加反应气氛的置换(流动)效率,降低CO分压并增加N2分压以促进合成反应的正向进行。根据现有研究成果,本文还以关键技术与关键装备结合为思路,分别提出发展连续式前驱体制造与连续式高温合成装备,尤其可解决温区差异和气流场差异问题的连续式高温合成装备,以提高CRN法产业化合成AlN粉体性能和效率。
