Densification and structural development in the sintering of AlN ceramics with CaCN2 additives

Effects of CaCO3 content on the densification of aluminum nitride

“…With increasing sintering temperatures, the compositions with lower CaCO 3 contents gradually achieved maximum densities. Wang et al 10 sintered AlN with 0.5-3 wt.% CaCN 2 and observed similar tendencies with the density increasing with additive content and sintering temperature. Maximum densities however were achieved only above 1700 • C. No second-phase was detected by XRD analysis, but TEM analysis showed a crystalline phase at the grain boundaries, identified as C 3 A (3CaO·Al 2 O 3 ).…”

Last Advances in Aqueous Processing of Aluminium Nitride (AlN) - A Review

“…The key elements are those that form volatile species, either directly or by reactions with the atmosphere (Sonntag et al, 2003). The additives typically used to promote the sintering of AlN are alkaline-earth oxides, rareearth oxides, or mixtures of oxides and carbides (Boey et al, 2001;Buhr & Muller, 1993;Hundere & Einarsrud, 1997;Kurokawa et al, 1988;Qiao et al, 2003a;Molisani et al, 2006;Terao et al, 2002;VanDamme et al, 1989;Watari et al, 1999;Wang et al, 2001;Yu et al, 2002). The sintering aids of the CaF 2 -YF 3 system are interesting due to the absence of oxygen and the low liquidus temperatures.…”

Sinterização de nitreto de alumínio com compostos contendo cálcio.

“…(WATARI et al, 1993b;WATARI et al, 1995) Além disso, a condutividade térmica do AlN pode ser otimizada pela utilização de aditivos de sinterização e de atmosferas parcialmente redutoras, (WATARI, 2001;YU et al, 2002) que promovem a captura ou a evaporação do oxigênio presente no pó de AlN, evitando que este oxigênio entre em solução sólida. (KUROKAWA et al, 1988;LEE, 1991;NAKAMATSU et al, 1999) PROCHAZKA; BOBIK (1980) LEE, 1991;NAGAI, 1995;OYA, 1996;NAKAMATSU et al, 1999) Outra forma é pela adição de compostos contendo carbono, como CaC 2 (KUROKAWA et al, 1987;KUROKAWA et al, 1988;CHOI, 1993;BELLOSI et al, 1994) e CaCN 2 (WANG et al, 2000(WANG et al, , 2001(WANG et al, e 2003, que se decompõem e reagem em altas temperaturas com a camada de óxido presente na superfície do pó de AlN.…”

“…(HORVATH et al, 1989;WITEK et al, 1989;RAGHAVAN, 1991;SURNEV et al, 1991;GEITH at al., 1993;ZAHNEISEN;DU et al, 1995) (KUROKAWA et al, 1988) 3CaO.Al 2 O 3 , (KURAMOTO et al, 1989) CaF 2 , (SURNEV et al, 1991;QIAO et al, 2003) 12CaO.7Al 2 O 3 (HAGEN et al, 2002) e CaCN 2 . (WANG et al, 2000(WANG et al, , 2001 (STREICHER et al, 1990;GEITH et al, 1993;ZAHNEISEN;RUSSEL, 1993;HAGEN et al, 2002;WANG et al, 2000WANG et al, , 2001WANG et al, e 2003 Entretanto, existem relatos indicando que as cerâmicas de AlN com adição de compostos contendo cálcio somente atingem elevada densidade quando sinterizadas ao redor de 1800°C. (PROCHAZKA;BOBIK, 1980;KOMEYA et al, 1981KOMEYA et al, e 1982LIU et al, 1998;HORVATH et al, 1989;WATARI et al, 1999) A ( KUROKAWA et al, 1988;HORVATH et al, 1989;WITEK et al, 1989;STREICHER et al, 1990;SURNEV et al, 1991) Entretanto, existem relatos que apresentaram imagens de MET em que se pode observar a presença de segundas fases molhando alguns contornos de grão do AlN.…”