Фізико-технічні властивості кераміки та композитів з керамічною матрицею на основі вюртцитного AlN

Abstract

Представлено розроблені на основі вюртцитного нітриду алюмінію керамічні матеріали, одержані методами вільного спікання та гарячого пресування. Матеріали мають високий рівень механічніх та теплофізичних властивостей: конструкційна кераміка з твердістю HV = 16,8 ГПа, тріщиностійкістю KIc = 4,7—4,9 MПa•м1/2, міцністю на згин σ = 370—430 MПa; функціональна кераміка для теплостоків — з теплопровідністю до 140 Вт/(м·К), для поглинання мікрохвиль — з діелектричною проникністю ε = 23, тангенсом кута діелектричних втрат tgδ = 0,025, коефіцієнтом затухання електромагнітної енергії L до 36,3 дБ/см (частота 3 ГГц). Розроблені матеріали порівняно з матеріалами світових виробників.

Представлены разработанные на основе вюртцитного нитрида алюминия керамические материалы, полученные методами свободного спекания и горячего прессования. Материалы имеют высокий уровнь механических и теплофизических свойств: конструкционная керамика с твердостью HV = 16,8 ГПа, трещиностойкостью KIc = 4,7—4,9 MПa•м1/2, прочностью на изгиб σ = 370—430 MПa; функциональная керамика для теплостоков — с теплопроводностью до 140 Вт/(м·К), для поглощения микроволн — с диэлектрической проницаемостью ε = 23, тангенсом угла диэлектрических потерь tgδ = 0,025, коэффициентом затухания электромагнитной энергии L до 36,3 дБ/см (частота 3 ГГц). Выполнено сравнение разработанных материалов с материалами мировых производителей.

Wurtzitic aluminum nitride–based ceramic materials having the following high characteristics: structural ceramics with a Vickers hardness of HV = 16.8 GPa, fracture toughness KIc = 4.7—4.9 MPa•m1/2, bending strength σ = 370—430 MPa; functional ceramics for heatsinks with a thermal conductivity of 140 W/(m·K) and for microwaves absorption with dielectric constant ε = 23, dielectric loss tangent tg δ = 0.025, coefficient of the electromagnetic energy attenuation L to 36.3 dB/cm (at a frequency of 3 GHz) have been obtained using pressureless sintering and hot pressing.