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作者：龙国钦;聂光临;陈炫志;黎业华;彭小晋;黄瑶;邓欣;伍尚华;
单位：广东工业大学机电工程学院;蒙娜丽莎集团股份有限公司;广东省大尺寸陶瓷薄板企业重点实验室;广东金瓷三维技术有限公司;
摘要：Si_3N_4陶瓷具有优异的力学、化学、热学性能，在电子元器件散热与封装领域具有良好的应用前景。为制备高强度、高导热的Si_3N_4陶瓷，采用Y_3Si_2C_2-Mg O二元复合烧结助剂，系统研究了Y_3Si_2C_2掺量与保温时间对Si_3N_4陶瓷致密度、力学性能及热导率的影响规律，并基于微观结构和物相组成分析阐释了Si_3N_4陶瓷力/热学性能的优化机制。研究结果表明：随着Y_3Si_2C_2掺量的增加，Si_3N_4陶瓷试样(保温时间分别为4 h和12 h)的热导率和弯曲强度均呈现先增大后降低的变化规律；保温4 h所制Si_3N_4陶瓷的弯曲强度主要受致密度的影响，保温12 h所制Si_3N_4陶瓷的弯曲强度主要受微观结构的均匀度及晶粒尺寸的影响；保温时间的延长有利于气体排出和晶粒生长，从而促进Si_3N_4陶瓷的致密化及热导率的提升。利用气压烧结(1900℃保温12 h)，掺加1.5 mol%的Y_3Si_2C_2可制得致密度为99.0%、热导率为(106.80±2.64) W·m~(-1)·K~(-1)、弯曲强度为(590.21±25.69) MPa的Si_3N_4陶瓷，其具有优良的力/热学综合性能，有利于提升Si_3N_4陶瓷封装电子元器件的服役安全性与可靠性。
关键词：Si_3N_4陶瓷;;二元复合烧结助剂;;Y_3Si_2C_2;;热导率;;力学性能;;微观结构
基金资助：广东省“珠江人才计划”本土创新科研团队项目(2017BT01C169);; 广东省基础与应用基础研究基金(2023A1515012676,2019B1515130005);; 广东省科技计划项目(2022B1212020001);; 广东省重点领域研发计划(2020B090923002);; 佛山市科技创新团队项目(FS0AA-KJ919-4402-002)
