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AlN陶瓷材料主要应用于微电子工业中的基片及电子器件,其热导率高、绝缘性能好、介电常数低,具有广泛的应用前景,由于烧结温度高,很难制备复杂形状产品,难以实现工业化生产。AlN/C复合材料耐腐蚀性能强、重量轻、导热性能好,主要应用于微电子散热领域,受到研究者的广泛关注。本文以AlN粉末和AlN及C粉为主要原料,壳聚糖为有机单体,醋酸为分散剂,戊二醛作引发剂,采用凝胶注模成型技术制备AlN陶瓷和AlN/C复合材料。通过傅立叶红外光谱测定凝胶化体系的反应机制,采用数字式粘度计等研究浆料流变性,利用万能力学试验机测试坯体的抗弯强度,采用扫描电镜(SEM)观察陶瓷坯体的显微组织结构。研究了温度、pH值、壳聚糖含量、原料比例、醋酸含量和固相含量等对AlN陶瓷及AlN/C复合材料的浆料流变性、凝胶化时间、生坯的力学性能与显微组织结构的影响规律。结果表明,用醋酸作分散剂,当pH=3时,AlN陶瓷浆料分散效果较好。随着固相含量增加、醋酸含量降低,浆料粘度上升。温度、pH值、戊二醛含量、固相含量等对凝胶化时间影响显著。在pH=3、固相含量达到52vol.%的条件下,凝胶注模成型的AlN陶瓷坯体的抗弯强度可达到18MPa。有机物单体间形成的长链相互交联,形成三维空间网络状结构将AlN陶瓷粉末原位固定,随着固相含量增加,坯体致密度增大。凝胶注模成型的AlN陶瓷坯体,在真空、1750oC条件下进行无压烧结,材料实现了液相烧结机制,固相含量对AlN陶瓷组织均匀性有影响。醋酸含量为1vol.%、戊二醛含量为0.7vol.%、AlN与C粉末的比例为1:4条件下,随着固相含量及壳聚糖含量增加,AlN/C复合材料浆料粘度增大,凝胶化时间降低。原料中随C比例增加,由于C颗粒直径大及片层结构使浆料粘度增大,凝胶化时间降低。壳聚糖体系通过戊二醛上的羰基(-C=O)和壳聚糖主链上伯胺基(-NH2)发生缩水聚合反应生成亚胺键(-C=N-),形成具有一定强度的凝胶体。壳聚糖含量、醋酸含量、固相含量、戊二醛含量等对AlN/C复合材料生坯的致密度和抗弯强度有影响。AlN与C粉末的比例为1:4、固相含量为50vol.%时,AlN/C复合材料生坯的致密度达到64%,抗弯强度达到15.5MPa。随壳聚糖含量升高,颗粒堆积致密,气孔数量减少,材料的致密度有所升高。