氮化铝陶瓷基片的烧结工艺

常压烧结：

氮化铝陶瓷传统的制备工艺。在常压烧结过程中，坯体不受外加压力作用，仅在一般气压下经加热由粉末颗粒的聚集体转变为晶粒结合体，常压烧结是最简单、最广泛的的烧结方法。常压烧结氮化铝陶瓷一般温度范围为1600-2000℃，适当升高烧结温度和延长保温时间可以提高氮化铝陶瓷的致密度。由于氮化铝为共价键结构，纯氮化铝粉末难以进行固相烧结，所以经常在原料中加入烧结助剂以促进陶瓷烧结致密化。常见的烧结助剂包括碱土金属类化合物助剂、稀土类化合物助剂等。一般情况下，常压烧结制备氮化铝陶瓷需要烧结温度高，保温时间较长，但其设备与工艺流程简单，操作方便。

热压烧结：

为了降低氮化铝陶瓷的烧结温度，促进陶瓷致密化，可以利用热压烧结制备氮化铝陶瓷，是目前制备高热导率致密化氮化铝陶瓷的主要工艺方法之一。所谓热压烧结，即在一定压力下烧结陶瓷，可以使加热烧结和加压成型同时进行。以25MPa高压，1700℃下烧结4h便制得了密度为3.26g/cm3、热导率为200W/(m.K)的氮化铝陶瓷烧结体，氮化铝晶格氧含量为0.49wt%，比1800℃下烧结8h得到的氮化铝烧结体的晶格氧含量（1.25wt%）低了60%多，热导率得以提高。

放电等离子烧结：

主要利用放电脉冲压力、脉冲能和焦耳热产生瞬间高温场实现快速烧结。放电等离子烧结技术的主要特点是升温速度快，烧结时间短，烧结温度低，可实现氮化铝陶瓷的快速低温烧结。通过该烧结方法，烧结体的各个颗粒可类似于微波烧结那样均匀地自身发热以活化颗粒表面，可在短时间内得到致密化、高热导烧结体。