稀土氧化物对SPS烧结AlN陶瓷电性能的影响

黄林芸¹，李晨辉¹，柯文明¹，史玉升¹，贺智勇²，张启富²

1. 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室2. 中国钢研科技集团有限公司

摘 要：以AlN粉末为原料,添加稀土氧化物(Sm2O3、Y2O3),在氮气气氛下,采用SPS烧结方法制备AlN陶瓷,研究稀土氧化物的掺杂对AlN烧结试样相组成、微观结构和电性能的影响。实验表明:Sm2O3、Y2O3与Al2O3反应生成的液相稀土金属铝酸盐会提高AlN陶瓷致密度,且在晶界处形成导电通路降低了AlN陶瓷电阻率。随着Sm2O3掺杂量的增加,晶界相逐渐由Sm4Al2O9过渡到SmAlO3,且Sm4Al2O9对电阻率贡献最大。其中,3wt%Sm2O3掺杂AlN陶瓷电阻率最低,为1.32×1010Ω·cm,相对密度为99.33%。Y2O3掺杂量的增加会使晶界处钇铝酸盐由富铝酸盐向富钇酸盐转变,三者电阻率相差较小,Y2O3含量高于3wt%的AlN陶瓷电阻率维持在1×1010Ω·cm左右,其中4wt%Y2O3掺杂AlN相对密度最高为99.08%。

关键词：氮化铝;氧化钐;氧化钇;放电等离子烧结;电性能;