專利名稱：防止氮化鋁水解的方法
技術領域：
本發明涉及一種新的防止氮化鋁水解的方法，在不影響氮化鋁粉料原有性能的前提下防止氮化鋁粉末的水解，屬于材料類陶瓷技術領域。
背景技術：
理論上氮化鋁的熱導率可達320W·m-1·K-1，是傳統基片材料氧化鋁的10～15倍。而且其電絕緣性好，介電損耗低，熱性能和化學性能穩定，與Si的熱膨脹系數相近等，是大規模集成電路、半導體模塊電路和大功率器件的理想散熱材料和封裝材料。氮化鋁還有與Al等許多有色金屬及其合金不浸潤的特性，可用作熔煉的浴槽和坩堝。此外，氮化鋁還可用作熱電偶的保護管，電子點火器的火花塞和高級耐火材料的添加劑等。透明的氮化鋁板可用作光和電磁波的高溫窗口。此外還可將氮化鋁加入樹脂或聚合物中，以增加它們的導熱性。正是由于氮化鋁陶瓷在熱、電、光和機械等方面具有非常良好的綜合性能和其廣泛的應用前景，人們越來越重視對氮化鋁陶瓷的研究和應用開發。然而氮化鋁和水有著很高的反應活性，在水中和空氣中極易潮解形成氫氧化鋁。因為極少量的氧在氮化鋁晶格中會產生極大的聲子散射從而降低其熱導率，給氮化鋁的貯存、運輸及后續的工藝過程帶來很大困難。所以避免氮化鋁的水解成為重要課題，對氮化鋁進行耐水性表面處理具有十分重要的意義。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的不足何實際應用需要，提出一種防止氮化鋁水解的新方法，操作簡便，防水解范圍廣，效果好，經過處理的粉末不再具有疏水性，能夠與水很好地浸潤，能有效解決氮化鋁粉末在貯存、運輸及后續的工藝過程中帶來的困難。
為實現這樣的目的，本發明利用表面處理工藝，使有機硅酸鹽通過化學鍵結合在氮化鋁粉末表面，從而阻止水分子與氮化鋁表面的接觸，達到防止氮化鋁水解的效果。首先把氮化鋁粉末在四乙氧基硅烷溶液中進行浸泡處理，然后將經過浸泡處理的氮化鋁粉末用乙醇溶液進行多次清洗。經過處理的粉末可以在100℃以下的潮濕環境中保持穩定不發生水解反應。
本發明的方法具體包括以下步驟1)把氮化鋁粉末浸泡在四乙氧基硅烷溶液中，并不停攪拌15分鐘，然后靜置1～2小時；2)將上述混合物過濾，過濾出的氮化鋁粉末用乙醇溶液連續清洗3次；3)將清洗后的氮化鋁粉末烘干，即獲得在100℃以下的潮濕環境中不發生水解的氮化鋁粉。
本發明采用的乙醇為市售工業用乙醇。
本發明的主要特征在于利用有機硅酸鹽與氮化鋁表面的化學鍵合，阻止了水分子與氮化鋁表面的接觸。方法操作簡便，防水解范圍廣，效果好，并且經過處理的粉末不再具有疏水性，能夠與水很好地浸潤，經過處理的氮化鋁粉末在100℃以下的潮濕氣氛下不發生水解，甚至浸泡在100℃以下的弱酸和強堿性溶液中，經過108小時后溶液的pH值沒有發生變化，XRD結果也顯示粉末中沒有其他物質生成，說明氮化鋁沒有發生水解(即使是未經處理的氮化鋁，在強酸性溶液中也不水解)。
本發明方法在不影響氮化鋁粉料原有性能的前提下，很好地解決了氮化鋁在潮濕環境中極易水解的問題，有效解決了氮化鋁粉末在貯存、運輸及后續的工藝過程中帶來的困難。本發明的方法不僅適用于氮化鋁粉末，同樣適用于薄膜與塊體氮化鋁材料。
具體實施例方式
下面通過實施例來進一步描述本發明的技術方案。
實施例1
1)把20g氮化鋁浸泡在30ml四乙氧基硅烷溶液中，并不停攪拌15分鐘，然后靜置1小時；2)將上述混合物過濾，過濾出的氮化鋁粉末用乙醇溶液連續清洗3次；3)將清洗后的氮化鋁粉末烘干，即獲得在100℃以下的潮濕環境中不發生水解的氮化鋁粉。
實施例21)把50g氮化鋁浸泡在100ml四乙氧基硅烷溶液中，并不停攪拌15分鐘，然后靜置1.5小時；2)將上述混合物過濾，過濾出的氮化鋁粉末用乙醇溶液連續清洗3次；3)將清洗后的氮化鋁粉末烘干，即獲得在100℃以下的潮濕環境中不發生水解的氮化鋁粉。
實施例31)把100g氮化鋁浸泡在150ml四乙氧基硅烷溶液中，并不停攪拌15分鐘，然后靜置2小時；2)將上述混合物過濾，過濾出的氮化鋁粉末用乙醇溶液連續清洗3次；3)將清洗后的氮化鋁粉末烘干，即獲得在100℃以下的潮濕環境中不發生水解的氮化鋁粉。
權利要求
1.一種防止氮化鋁水解的方法，其特征在于包括如下具體步驟1)把氮化鋁粉末浸泡在四乙氧基硅烷溶液中，并不停地攪拌15分鐘，然后靜置1～2小時；2)將上述混合物過濾，過濾出的氮化鋁粉末用乙醇溶液連續清洗3次；3)將清洗后的氮化鋁粉末烘干，即獲得在100℃以下的潮濕環境中不發生水解的氮化鋁粉。
2.根據權利要求1的防止氮化鋁水解的方法，其特征在于不僅適用于氮化鋁粉末，同樣適用于薄膜與塊體氮化鋁材料。
全文摘要
一種防止氮化鋁水解的方法，利用表面處理技術來防止氮化鋁在潮濕的環境中水解，首先把氮化鋁粉末在四乙氧基硅烷溶液中進行浸泡處理，然后將經過浸泡處理的氮化鋁粉末用乙醇溶液進行多次清洗，再將清洗后的氮化鋁粉末烘干即可。經過處理的粉末可以在100℃以下的潮濕環境中保持穩定不發生水解反應。本發明方法操作簡便，防水解范圍廣，效果好，在不影響氮化鋁粉料原有性能的前提下，很好地解決了氮化鋁在潮濕環境中極易水解的問題。
文檔編號C04B35/626GK1686946SQ20051002493
公開日2005年10月26日 申請日期2005年4月7日 優先權日2005年4月7日
發明者顧明元, 李瑋 申請人:上海交通大學