Traitement de surface de la poudre de nitrure d'aluminium (aln)

La poudre de nitrure d'aluminium a une conductivité thermique et des propriétés isolantes élevées, son ajout au matériau d'interface thermoconducteur peut améliorer considérablement la conductivité thermique du matériau. Bien que l'AlN soit bon, il présente un inconvénient : c'est un matériau extrêmement facile à absorber. l'humidité et l'oxygène, une fois qu'il entre en contact avec l'humidité et l'oxygène, il sera hydrolysé et oxydé, et il perdra sa conductivité thermique et sa dissipation des caractéristiques de performance thermique. Et la poudre d'AlN sans traitement de surface ni modification, il est difficile de se mélanger uniformément avec des matériaux polymères, de sorte qu'il est difficile de former un bon canal de conductivité thermique, un réseau interpénétré.

Processus d'hydrolyse du nitrure d'aluminium : AlN+3H2O=Al(OH)3↓+NH3↑

Évidemment, afin d'élargir l'application de l'AlN dans les matériaux conducteurs thermiques, la première chose à résoudre est le problème de son hydrolyse, de son oxydation, difficile à disperser. La méthode courante actuelle consiste à effectuer l'adsorption physique ou le traitement chimique correspondant sur la surface de la poudre, en enduisant ou en formant une fine couche de réaction sur la surface de la poudre d'AlN pour empêcher la réaction d'hydrolyse entre la poudre d'AlN et l'eau.

Les principales méthodes comprennent la méthode de modification du revêtement, la méthode de modification chimique de la surface, la méthode de traitement thermique, etc.

1. Méthode de modification du revêtement

La modification du revêtement est une méthode de modification traditionnelle appliquée depuis longtemps, qui consiste à utiliser des composés inorganiques ou organiques pour recouvrir la surface de la poudre d'AlN et à jouer un rôle dans l'affaiblissement ou la protection de l'agglomération des particules. Les modificateurs utilisés pour la modification du revêtement comprennent des tensioactifs, des composés inorganiques et des hyperdispersants.

① Méthode tensioactive : selon la nature de la charge superficielle des particules d'AlN, l'ajout de tensioactifs cationiques ou anioniques, modifie la tension interfaciale gaz-liquide, solide-liquide dans le système de dispersion de poudre, la formation de chaînes de carbone et d'oxygène sur le surface de la poudre s'étirant vers l'extérieur avec une certaine épaisseur de la couche de revêtement.

② modification du revêtement inorganique : la modification de la surface inorganique de la poudre d'AlN correspond aux composés inorganiques ou aux métaux par certains moyens de dépôt sur la surface pour former un film de revêtement, ou par la formation de particules composites noyau-coquille, de sorte que la surface modifiée de la poudre présente la nature du matériau de revêtement.

③ Hyperdispersants : Les hyperdispersants sont similaires aux tensioactifs traditionnels en termes de structure amphiphile, mais les groupes hydrophiles et lipophiles des tensioactifs sont remplacés par des groupes d'ancrage et des chaînes solvantées. Les groupes d'ancrage peuvent être fermement adsorbés sur la surface des particules par liaison ionique, liaison covalente, liaison hydrogène et forces de Van der Waals et autres interactions sous forme d'ancrage monopoint ou multipoint, et sa chaîne solubilisée peut être ajustée à sa compatibilité avec le milieu dispersant en sélectionnant différents monomères de polymérisation ou en modifiant le rapport des monomères de copolymérisation.

2. Modification chimique de la surface

La modification chimique de la surface est réalisée par réaction chimique ou adsorption chimique entre le modificateur de surface et la surface des particules. Les longs maillons polymères sont ramifiés à la surface de la poudre. Le polymère contenant des groupes hydrophiles dans la longue chaîne grâce à l'hydratation s'étire dans le milieu aqueux pour jouer une barrière tridimensionnelle, de sorte que la dispersion de la poudre d'AlN dans le milieu s'appuie en plus sur la répulsion électrostatique et repose sur la résistance spatiale. L'effet est très évident.

① Modification de l'agent de couplage : l'agent de couplage est une sorte de composé qui possède à la fois des groupes polaires pouvant réagir avec la surface des particules inorganiques et des groupes fonctionnels organiques réactifs ou compatibles avec la matière organique. Son rôle est qu'une extrémité peut être combinée avec la surface de la poudre et l'autre extrémité peut avoir une forte interaction avec le milieu dispersant, de sorte qu'elle peut améliorer l'affinité de la poudre d'AlN et des matériaux polymères, pour obtenir la dispersion de la poudre dans le matériau polymère.

② Traitement hydrophobe : le traitement hydrophobe consiste à choisir des matériaux organiques avec des groupes hydrophobes (tels qu'un alkyle à longue chaîne, un groupe hydrocarboné à chaîne et un cycloalkyle, etc.) autour de la surface de la poudre d'AlN, de sorte que l'alkyle et les autres soient solidement liés à la surface. de la poudre, présentant une forte hydrophobie.

③ Méthode de modification par greffage de surface La polymérisation par greffage de surface consiste à greffer des liens polymères à la surface des poudres d'AlN par réaction chimique, ce qui peut améliorer considérablement la dispersion des particules dans des solvants organiques ou des polymères.

④ Modification de l'acide inorganique à l'aide d'acide phosphorique, de dihydrogénophosphate, etc. sur la surface de la poudre d'AlN, il a été constaté que non seulement elle peut rendre l'AlN résistant à l'hydrolyse, mais elle peut également améliorer la dispersion de la poudre. la relation entre la valeur de la suspension d'AlN avec le temps et la stabilité de l'AlN dans l'eau dépend des réactifs acides inorganiques utilisés.

3. Traitement thermique et autres méthodes

La méthode de traitement thermique consiste à produire une résistance à l'hydrolyse par traitement thermique de la poudre afin qu'une oxydation se produise sur la surface pour produire un film protecteur dense d'oxyde d'aluminium.

D'autres méthodes de modification, telles que le traitement à haute énergie, les ultrasons, la modification par encapsulation, peuvent également être une modification de surface de la poudre d'AlN. Habituellement, ces méthodes sont combinées avec d’autres méthodes pour obtenir un meilleur effet sur la modification de surface de la poudre.