無壓燒結(jié)立方氮化硼多晶材料及其性能研究.pdf

1、立方氮化硼(cBN)是最簡單的Ⅲ-Ⅴ族人工合成材料，它不僅化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫，而且具有最大禁帶寬度和高熱導(dǎo)率，可以摻雜成n型和p型半導(dǎo)體材料。cBN材料具有優(yōu)異的電學(xué)和光學(xué)性能。高質(zhì)量大尺寸cBN單晶合成非常困難，這在較大程度上限制了cBN材料以單晶形式的直接應(yīng)用。
　　 本課題采用Al、Si及其合金為結(jié)合劑，常壓燒結(jié)cBN單晶微粉，研究了不同體系結(jié)合劑對立方氮化硼多晶材料燒結(jié)和性能的影響。試驗(yàn)中采用X射線衍射、X射線能譜、掃

2、描電子顯微鏡等分析手段進(jìn)行物相組成和顯微結(jié)構(gòu)分析，采用高阻儀和熒光光譜儀分析了多晶材料的電學(xué)和光學(xué)性能。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在相同溫度下，cBN多晶材料的的相對密度隨著結(jié)合劑含量的增加而升高。Al與cBN在燒結(jié)過程中發(fā)生液相參與的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成AlN和AlB12新物相，存在于Al與cBN的界面；Si與cBN在所考察的溫度范圍不與cBN反應(yīng)。硅鋁合金在低溫下出現(xiàn)液相，能夠很好解決添加Si出現(xiàn)的體積膨脹問題，起到促進(jìn)燒結(jié)的作用。

3、
　　 cBN多晶材料的體電阻率達(dá)到109Ω/cm，由于空間電荷限制效應(yīng)，cBN多晶材料的電阻隨著測試電壓的升高變化很大。Al-Si-cBN材料的介電常數(shù)大，介電損耗低。
　　 不同體系的cBN多晶材料發(fā)光強(qiáng)度均隨燒結(jié)溫度升高而增強(qiáng)。在200nm和250nm激發(fā)下可以觀察到350nm、397nm、450nm、467nm等多個發(fā)光峰。347.8nm和367nm的發(fā)光峰是由間隙B原子引起的，400nm到470nm的發(fā)光峰是由