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摘要:本文以硝酸铝、葡萄糖、硝酸钙以及硝酸钇为原料,通过溶胶-凝胶低温燃烧工艺制备碳热还原前驱体,进而通过碳热还原法获得纳米氮化铝粉体和含助剂氮化铝粉体。以制备的纳米氮化铝粉体作为添加剂,研究其对微米氮化铝陶瓷烧结性能及热导率的影响规律。研究得到:(1)纯纳米氮化铝粉体能一定程度促进氮化铝陶瓷烧结,在1800℃达到致密烧结,但作用有限,极限密度为3.12g·cm-3,存在一定气孔,热导率最高仅为66.74W/(m·K)。(2)相对于仅添加Y2O3,同时添加纳米AlN和Y2O3,增加了Y2O3与AlN表面接触,能改善第二相结构分布,在1800℃达到致密烧结,热导率最高可达125.29W/(m·K)。(3)通过在前驱体制备过程中引入钙源和钇源,可以与氧化铝反应生成低熔点化合物,在较低温度形成液相,增加各物质分子扩散,促进氮化铝粉体合成和颗粒生长,同时钇会留在产物中,得到钇掺杂氮化铝粉体。(4)钇掺杂氮化铝粉体可以使氮化铝陶瓷在1750℃烧结达到理论密度,但当Y2O3低于1wt%时,陶瓷中氮化铝晶粒较小,晶界较多,晶界间接触不紧密,其热导率最高仅为92.42W/(m·K),升高烧结温度至1850℃,晶粒长大,晶界减少,热导率可升至130.99W/(m·K)。(5)添加适量40wt%钇掺杂氮化铝粉体,调节Y2O3含量为2-3wt%,既能降低氮化铝致密烧结温度,也使其晶粒完全生长,晶界间接触紧密,第二相基本位于氮化铝晶格三角处,1750℃烧结后热导率最高可达191.82W/(m·K)。(6)氮化铝陶瓷烧结致密,瓷体无气孔,晶粒较大,晶界较少,第二相位于晶界三角处时,陶瓷具有较好热传导性能。