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Analyse der Ursachen für chromatische Aberration in AlN-Substratkeramiken

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Aluminiumnitrid-Keramik-Substrat

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Die Ursachen für die Farbunterschiede bei AlN-Keramik hängen mit der Aufbereitung des Rohmaterials, der Verarbeitungstechnologie (Schwankungen der Sintertemperatur, Schutzatmosphäre), der Mikrostruktur und den Umweltfaktoren zusammen. Im Folgenden wird eine umfassende Analyse auf der Grundlage einschlägiger Forschungsarbeiten vorgenommen:

1. Veränderung der Oberflächenfarbe durch Oxidationsverhalten

AlN-Keramiken reagieren bei hohen Temperaturen leicht mit Sauerstoff und bilden Aluminiumoxid (Al₂O₃). Die Dicke und Struktur der Oxidschicht beeinflussen die Oberflächenfarbe erheblich.

Oxidationskinetik: Die thermische Differenzialanalyse zeigt, dass die Massenänderung von AlN während der Oxidation bei unterschiedlichen Temperaturen mit dem Grad der Oxidation zusammenhängt. Die verschiedenen Stadien der Oxidationsreaktion können von allmählichen Farbveränderungen begleitet sein.

2. Einfluss des Herstellungsverfahrens und der Reinheit des Rohmaterials

Unterschiedliche Synthesemethoden: Die hydrothermal-karbothermische Synthesemethode kann den Eintrag von Verunreinigungen durch die Regulierung der Homogenität der Ausgangsstoffe (z. B. γ-AlOOH@C-Kern-Schale-Struktur) verringern. Sind die Rohstoffe (z. B. Aluminiumnitrat, Saccharose) jedoch von unzureichender Reinheit, verändern verbleibende Verunreinigungen (z. B. Fe, Si) die Farbeigenschaften der Keramiken.