氮化铝粉

氮化铝粉体的制备工艺主要有直接氮化法和碳热还原法，此外还有自蔓延合成法、高能球磨法、原位自反应合成法、等离子化学合成法及化学气相沉淀法等。

1、直接氮化法
直接氮化法就是在高温的氮气气氛中，铝粉直接与氮气化合生成氮化铝粉体，其化学反应式为2Al(s)+N₂(g)→2AlN(s)，反应温度在800℃-1200℃。
其优点是工艺简单，成本较低，适合工业大规模生产。其缺点是铝粉表面有氮化物产生，导致氮气不能渗透，转化率低；反应速度快，反应过程难以控制；反应释放出的热量会导致粉体产生自烧结而形成团聚，从而使得粉体颗粒粗化，后期需要球磨粉碎，会掺入杂质。

2、碳热还原法
碳热还原法就是将混合均匀的Al₂O₃和C在N₂气氛中加热，首先Al₂O₃被还原，所得产物Al再与N₂反应生成AlN，其化学反应式为：
Al₂O₃(s)+3C(s)+N₂(g)→2AlN(s)+3CO(g)
其优点是原料丰富，工艺简单；粉体纯度高，粒径小且分布均匀。其缺点是合成时间长，氮化温度较高，反应后还需对过量的碳进行除碳处理，导致生产成本较高。

3、高能球磨法
高能球磨法是指在氮气或氨气气氛下，利用球磨机的转动或振动，使硬质球对氧化铝或铝粉等原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌，从而直接氮化生成氮化铝粉体的方法。
其优点是：高能球磨法具有设备简单、工艺流程短、生产效率高等优点。其缺点是：氮化难以完全，且在球磨过程中容易引入杂质，导致粉体的质量较低。

4、高温自蔓延合成法
高温自蔓延合成法是直接氮化法的衍生方法，它是将Al粉在高压氮气中点燃后，利用Al和N₂反应产生的热量使反应自动维持，直到反应完全，其化学反应式为：
2Al(s)+N₂(g)→2AlN(s)
其优点是高温自蔓延合成法的本质与铝粉直接氮化法相同，但该法不需要在高温下对Al粉进行氮化，只需在开始时将其点燃，故能耗低、生产效率高、成本低。其缺点是要获得氮化完全的粉体，必需在较高的氮气压力下进行，直接影响了该法的工业化生产。

5、原位自反应合成法
原位自反应合成法的原理与直接氮化法的原理基本类同，以铝及其它金属形成的合金为原料，合金中其它金属先在高温下熔出，与氮气发生反应生成金属氮化物，继而金属Al取代氮化物的金属，生产AlN。
其优点是工艺简单、原料丰富、反应温度低，合成粉体的氧杂质含量低。其缺点是金属杂质难以分离，导致其绝缘性能较低。

6、等离子化学合成法
等离子化学合成法是使用直流电弧等离子发生器或高频等离子发生器，将Al粉输送到等离子火焰区内，在火焰高温区内，粉末立即融化挥发，与氮离子迅速化合而成为AlN粉体。
其优点是团聚少、粒径小。其缺点是该方法为非定态反应，只能小批量处理，难于实现工业化生产，且其氧含量高、所需设备复杂和反应不完全。

7、化学气相沉淀法
它是在远高于理论反应温度，使反应产物蒸气形成很高的过饱和蒸气压，导致其自动凝聚成晶核，而后聚集成颗粒。