Effects of CaCO3 content on the densification of aluminum nitride

Processamento, propriedades e aplicações das cerâmicas de nitreto de alumínio

“…Outros estudos ressaltaram que o AlN é difícil de fabricar [40], pois necessita de sinterização sob pressão (hot pressing sintering) ou pós submicrométricos para densificar [41]. As referidas condições de processamento aumentam os custos de fabricação, além de impossibilitar a adequação do AlN ao processo HTCC pré-estabelecido para o Al 2 O 3 [42]. Estas dificuldades de processamento resultaram em três linhas de pesquisas, que compartilham o objetivo de diminuir a temperatura de sinterização da cerâmica de AlN.…”

“…Estes resultados sugerem que a adição de compostos à base de cálcio pode densificar o AlN em menores temperaturas do que a adição de compostos à base de ítrio. Porém, o AlN com aditivo contendo cálcio atinge máxima densificação somente entre 1700 e 1800 ºC [42,44,50,60], indicando que esta cerâmica requer elevadas temperaturas de sinterização em relação às suas baixas temperaturas eutéticas, ou seja, necessita de um superaquecimento de 200 a 300 ºC acima da temperatura eutética mais baixa do sistema CaO-Al 2 O 3 [42,60]. Assim sendo, verificouse que as cerâmicas de AlN com Y 2 O 3 ou CaO requerem elevadas temperaturas de sinterização (>1700 ºC) para atingir máxima densificação, o que aumenta os custos de produção em comparação com os substratos de alumina (96% de Al 2 O 3 ), que são produzidos comercialmente entre 1500 e 1600 ºC [8].…”

“…Alguns estudos [16,67] utilizaram pó de grafita ou de negro de fumo como aditivo de sinterização, objetivando a formação in situ de uma atmosfera redutora dentro do corpo [67,76]. Em relação ao AlN com CaO, a evaporação de compostos ocorre durante a sinterização tanto em atmosfera redutora [48,64,77] como inerte (forno com elemento resistivo de tungstênio) [42]. Neste caso, observou-se maior evaporação de compostos à base de cálcio devido à elevada pressão de vapor do CaO [78].…”

“…1). Isto ocorreu porque o CaO tem elevada pressão de vapor [78], o que induziu elevada evaporação de compostos em temperaturas tão baixas quanto 1100 ºC [42], sendo necessário aumentar o teor de CaO para ter aditivo suficiente para reagir com o Al 2 O 3 contido no pó de AlN. Embora o CaO promova evaporação intrínseca de segundas fases durante a sinterização, os valores de l obtidos com CaO não foram superiores àqueles alcançados com Y 2 O 3 (Fig.…”

Last Advances in Aqueous Processing of Aluminium Nitride (AlN) - A Review

“…The key elements are those that form volatile species, either directly or by reactions with the atmosphere (Sonntag et al, 2003). The additives typically used to promote the sintering of AlN are alkaline-earth oxides, rareearth oxides, or mixtures of oxides and carbides (Boey et al, 2001;Buhr & Muller, 1993;Hundere & Einarsrud, 1997;Kurokawa et al, 1988;Qiao et al, 2003a;Molisani et al, 2006;Terao et al, 2002;VanDamme et al, 1989;Watari et al, 1999;Wang et al, 2001;Yu et al, 2002). The sintering aids of the CaF 2 -YF 3 system are interesting due to the absence of oxygen and the low liquidus temperatures.…”