雖然AlN 陶瓷最初主要是針對集成電路基片應用而得到廣泛研究和開發的,但是隨著AlN陶瓷基片制備技術的成熟和發展,以及性能的不斷改善和提高,AlN陶瓷的應用正逐步擴展。例如國外有文獻報道AlN 陶瓷可以替代Al2O3和BeO陶瓷作為回旋管rf 窗候選材料。美國也有報道已經開發出一種無壓燒結工藝用于制造高熱導率(185～200W/m ·K) 、低損耗( tgδ= 0.0007,9GHz下)高純AlN材料,作為微波管收集極瓷桿和rf窗。然而相比較AlN基片應用而言,AlN陶瓷在電真空領域應用的關鍵問題是難于燒結,這在某種程度上限制了其應用。由于基片很薄,燒結相對容易。而作為窗片或其它應用部件,厚度方向尺寸一般較大,燒結時往往會出現表面燒結而內部不致密的所謂“夾生”情況。

圖1 　大尺寸AIN陶瓷部件

　　北京真空電子技術研究所從“八五”和“九五”期間開始,一直致力于電真空器件用AlN 陶瓷制備技術的研究。經過多年的努力,如今已經確立了一套通過冷等靜壓成型和常壓燒結工藝制備高導熱真空致密AlN陶瓷的技術。特別是摸索出一種實用的AlN陶瓷常壓燒結工藝,解決了尺寸較大的AlN 陶瓷部件難于燒結的關鍵技術難題。所制備的AlN 陶瓷熱導率達到170W/m ·K。圖1是我們所制備的一個典型的AlN陶瓷部件,該樣品真空氣密(漏氣速率≤10 ^-10 Pa ·m³/s) 。圖2 分別為我所與日本研制的AlN陶瓷樣品SEM圖。從圖中可看出,我所研制的AlN陶瓷樣品結構致密,與日本研制的AlN 陶瓷樣品接近。

圖2 　AlN陶瓷的SEM圖

　　無壓燒結條件下,高導熱、真空致密的塊體AlN 陶瓷材料的成功研制,為AlN陶瓷在電真空領域的應用及其在其它領域的拓展應用奠定了基礎。