Synteza proszków azotku glinu metodą samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej w obecności soli amonowych

Proszki azotku glinu można wytwarzać na drodze samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej (SHS) z udziałem glinu i azotu, ale wysoka temperatura tej reakcji powoduje topnienie i/lub odparowanie części metalu, a w konsekwencji niską wydajnością procesu. Obecność łatwo rozkładającej się soli nieorganicznej w wyjściowej mieszaninie może zmniejszyć temperaturę układu utrudniając topienie i koalescencję ziaren glinu, a także ułatwić wnikanie azotu do wnętrza złoża proszkowego. Mieszaniny proszku glinu z różnymi ilościami prostych soli amonowych: chlorku, węglanu i azotanu poddano reakcji SHS pod ciśnieniem azotu równym 0,1 MPa lub 1 MPa. Proszki po reakcji składały się z azotku glinu, nieprzereagowanego glinu, a w niektórych przypadkach tlenoazotku glinu i korundu. Na optymalne warunki syntezy azotku glinu wpływają takie czynniki jak ilość soli - jej wzrost prowadzi do spadku temperatury układu, ciśnienie azotu - wyższe ciśnienie prowadzi do wzrostu temperatury reakcji, a także obecność tlenu w układzie.

---

Powders of aluminium nitride can be prepared by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) between aluminium and nitrogen but its high exothermic effect causes melting and/or evaporation of aluminium and low efficiency of such reaction. A presence of inorganic salt in the starting powder mixture can decreases a heat evolved in the SHS reaction, hinders melting and coalescence of aluminium, and helps penetration of nitrogen into interior of a powder bed. Mixtures of alumina powder and different amounts of some easy decompose ammonium salts were subjected to the SHS reaction under 0.1 or 1 MPa nitrogen. The powders were composed of aluminium nitride, unreacted aluminium and in some cases aluminium oxynitride and corundum. Different factors influence an optimum conditions for the AlN synthesis: the amount of salt, which increase leads to a decrease temperature of the system, the nitrogen pressure, the higher the pressure the higher the reaction temperature, and the presence of oxygen in the system.