中國粉體網訊 氮化鋁(AlN)具有高強度、高體積電阻率、高絕緣耐壓、熱膨脹系數與硅匹配好等特性，不但用作結構陶瓷的燒結助劑或增強相，尤其是在近年來大火的陶瓷電子基板和封裝材料領域，其性能遠超氧化鋁。可以說，AlN的性能不但優異，而且較為全面。
可是！但是！然而！
美中不足的是，AlN在潮濕的環境極易與水中羥基形成氫氧化鋁，在AlN粉體表面形成氧化鋁層，氧化鋁晶格溶入大量的氧，降低其熱導率，而且也改變其物化性能，給AlN粉體的應用帶來困難。
水解機理
關于AlN的水解，很多研究者有自己的理解，但水解過程基本相似，其過程如下：
AlN+3H2O→Al(OH)3+NH3
AlN+2H2O→AlOOHamorph+NH3
NH3+H2O→NH4++OH-
抑制水解的方法
抑制AlN粉末的水解處理主要是借助化學鍵或物理吸附作用在AlN顆粒表面涂覆一種物質，使之與水隔離，從而避免其水解反應的發生。抑制水解處理的方法主要有：表面化學改性和表面物理包覆。
1、表面化學改性
表面化學改性是指通過化學方法，使AlN顆粒與表面改性劑發生化學反應，從而在AlN顆粒表面形成保護層，使其表面鈍化來改善AlN的表面性能。AlN粉末表面化學改性的方法主要有：偶聯劑改性、偶聯接枝共聚改性、表面氧化改性、表面活性劑改性。
（1）偶聯劑改性
偶聯劑改性是粒子表面與偶聯劑發生化學偶聯反應，兩組分之間除了范德華力、氫鍵或配位鍵相互作用外，還有離子鍵或共價鍵的結合。偶聯劑分子必須具備兩種基團，一種與無機物粒子表面或制備納米粒子的前驅物進行化學反應。另一種(有機官能團)與有機物基體具有反應性或相容性。硅烷偶聯劑是應用最廣泛的偶聯劑之一，其通式為RSiX3，R為有機基團，X為某些易于水解的基團。覆蓋在AlN顆粒表面的羥基能與硅烷偶聯劑的X基團發生反應，在硅烷與AlN基體之間形成Al十Si共價鍵，有效地改善了AlN粉末抗水解性能。
（2）偶聯接枝共聚改性
偶聯接枝共聚改性是首先用偶聯劑對AlN表面處理，然后用聚合物之間進行接枝共聚。所謂接枝共聚是指在聚合物成分存在下，使一定的單體聚合，在主干聚合物上將分支聚合物成分通過化學鍵結合上一種分枝的反應。接枝共聚物通常在反應性的大分子存在下，將單體進行自由基、離子加成或開環聚合得到。
（3）表面氧化改性
表面氧化改性是指通過研磨和熱處理，使AlN顆粒表面發生氧化，形成Al2O3保護膜，可提高AlN粉末的抗水解能力。
（4）表面活性劑改性
表面活性劑一般都是由親水基和疏水基組成，通過使其親水基吸附在AlN顆粒的表面，疏水基伸向溶劑產生空間位阻效應，阻止AlN顆粒與水接觸，從而可提高AlN顆粒的抗水解能力。
2、表面物理包覆改性
（1）液相包覆改性
在AlN粉末懸浮液中加入改性劑，通過機械攪拌在AlN粉末的表面形成涂覆層，包覆物與AlN顆粒表面無化學反應，而是依靠吸附作用或范德華力連接。
（2）氣相沉積改性
利用物質易升華性，通過加熱，使之升華，然后凝聚沉積在AlN顆粒的表面，提高AlN粉末的抗水解能力。如利用SiO(s)固體粉末的易升華性對AlN粉末進行改性，在Al2O3坩堝中填充AlN粉末、SiO(s)、碳氈和石墨板，升溫加熱使SiO(s)升華，在AlN顆粒表面形成保護層。
此外，還有利用強酸改性劑，采用機械球磨法與AlN粉末混合，不僅不需要高溫條件，而且重復性好，可顯著提高AlN粉末的抗水解能力，還能使AlN粉末在水中具有更好的分散性和穩定性，有利于得到高固相含量的AlN陶瓷漿料。
參考來源：
[1]郭堅等.AlN粉末抗水解處理的研究進展
[2]郭興忠等.有機羧酸改性氮化鋁粉體的抗水解性能
（中國粉體網編輯整理/山川）
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