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作者：浦恩祥;周文祥;陈泽基;张智睿;黄佑文;徐世春;贾宝瑞;秦明礼;
单位：昆明物理研究所;北京科技大学新材料技术研究院;北京科技大学北京材料基因工程高精尖创新中心;辽宁材料实验室;
摘要：以Al_2O_3粉末和碳黑作为原料，采用碳热还原法并通过控制除碳工艺过程制备不同氧含量的Al N陶瓷粉末，高氧Al N粉末中氧质量分数为0.9%，低氧Al N粉末中氧质量分数为0.6%。以两种氧含量Al N陶瓷粉末为原料制备Al N陶瓷样品，采用三点弯曲法和3ω法在77～350 K范围内测试了Al N陶瓷的抗弯强度和热导率，研究了氧含量对AlN陶瓷抗弯强度和热导率的影响，并与Al_2O_3陶瓷、Si_3N_4陶瓷的力学和导热性能进行对比。结果表明：高氧Al N陶瓷样品中第二相含量较多，低氧Al N陶瓷样品中第二相含量较少。第二相抑制了Al N晶粒的长大，起到细晶强化的作用，但是第二相的存在降低了声子的自由程，降低了热导率。在实验温度范围内，高氧AlN陶瓷样品抗弯强度高于低氧Al N陶瓷样品，热导率低于低氧Al N陶瓷样品。相比较于Al_2O_3陶瓷和Si_3N_4陶瓷，AlN陶瓷的室温抗弯强度比Al_2O_3陶瓷略高，但不如Si_3N_4陶瓷；AlN陶瓷的室温热导率比Al_2O_3陶瓷和Si_3N_4陶瓷高，达到了200 W·m~(-1)·K~(-1)。同时，AlN陶瓷在低温下也能保持高热导率和较高的抗弯强度，相对于Al_2O_3陶瓷和Si_3N_4陶瓷，其低温应用更加广泛。
关键词：氮化铝陶瓷;;抗弯强度;;热导率;;氧含量
基金资助：国家重点研发计划资助项目(2022YFB3708800);; 广东省基础与应用基础研究基金(2023A1515140193)
