بررسی تاثیر کلرید آمونیوم (NH۴Cl) و اندازه ذرات پودر آلومینیوم در تولید ویسکرهای نیتریدآلومینیوم(AlN) به روش نیتریداسیون مستقیم

در این پژوهش ویسکرهای نیترید آلومینیوم (AlN) در کوره لوله ای تحت جریان ۵۰۰ گاز نیتروژن در دمای C˚۱۰۰۰ با یک ساعت ماندگاری در این دما تهیه شدند. مواد اولیه شامل آلومینیوم (Al) با اندازه ذرات ۳ میکرومتر و ۴۵ میکرومتر و کلرید آمونیوم (NH۴Cl) بود. برای بررسی ویسکرهای نیترید آلومینیوم، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و پراش اشعه X (XRD) به کار گرفته شدند. بررسی یافته ها نشان داد که با نسبت های متفاوت کلرید آمونیوم به پودر آلومینیوم ۳ میکرومتری، ویسکرهای نیترید آلومینیوم با قطر ۱۴۰ تا ۳۴۰ نانومتر به دست آمد. در حالت استفاده از بیش از ۴۰% وزنی کلرید آمونیوم، فرآورده پایانی، نیترید آلومینیوم خالص و عاری از آلومینیوم واکنش نکرده بود. از ترکیب کلرید آمونیوم با پودر آلومینیوم ۴۵ میکرومتر، ویسکرهای نیترید آلومینیوم با قطر۶۳۰ تا ۸۷۰ نانومتر به دست آمد و با افزودن بیش از ۵۰% وزنی کلرید آمونیوم، نیترید آلومینیوم خالص ایجاد شد. بررسی های ریزساختاری نشان داد که با افزایش میزان کلرید آمونیوم قطر ویسکرها افزایش می یابد (تقریبا حدود ۲۰۰ نانومتر). همچنین با افزایش اندازه ذرات آلومینیوم، ویسکرهای نیترید آلومینیوم با قطر بیشتر به دست آمد. با افزوده شدن کلرید آمونیوم به آلومینیوم واکنش های خودبه خودی کلریده شدن و نیتریده شدن ترمودینامیکی در فاز گازی افزایش یافت و منجر به تشکیل ویسکرها و هم چنین فرآورده نیترید آلومینیوم خالص شد.

کلیدواژه ها:

AlN whiskers ، Direct nitridation ، NH۴Cl ، Aluminum particel size ، ویسکر AlN ، نیتریداسیون مستقیم ، کلرید آمونیوم ، اندازه ذرات آلومینیوم