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邹小姐：13326633089 -
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“产业链(lian)、供(gong)应(ying)链(lian)在关键时(shi)刻不(bu)能掉链(lian)子，这(zhei)是大(da)国(guo)(guo)(guo)经济必须具备的(de)重(zhong)要特征。”在疫情(qing)和外部制裁双重(zhong)考验下(xia)，我国(guo)(guo)(guo)“十四(si)五”计划毅然开局，国(guo)(guo)(guo)产替代更是在众多行业被提上(shang)日(ri)程(cheng)，风头最盛的(de)正是新能源(yuan)汽车和集成电路两大(da)产业。
氮(dan)化(hua)铝、氮(dan)化(hua)硅陶瓷基板以及其他陶瓷功能结构件的(de)(de)优(you)良性(xing)(xing)能与原材料粉体(ti)的(de)(de)性(xing)(xing)能有着直接的(de)(de)关(guan)系，就好比想要烘(hong)焙(bei)(bei)出好吃的(de)(de)面包，首(shou)先面包粉一定(ding)(ding)要好，面包粉质量不好，烘(hong)焙(bei)(bei)技术(shu)再(zai)强，也做不出最好吃的(de)(de)面包。但现状(zhuang)是(shi)优(you)质稳定(ding)(ding)的(de)(de)原材料粉体(ti)依然以进口为主，攻(gong)克关(guan)键产业链中的(de)(de)“上游原材料”供应就成为解决“卡脖子”问题的首要任务。
2019年(nian)成(cheng)立的(de)(de)北京矽瓷(ci)新(xin)能科技有(you)限公司，以清(qing)华大学研究(jiu)生(sheng)团队为(wei)骨(gu)干，基(ji)于团队成(cheng)员(yuan)在化工行业的(de)(de)技术积累，以关键材料领(ling)(ling)域(yu)的(de)(de)国(guo)产(chan)替代为(wei)使(shi)命和目(mu)标，围(wei)绕(rao)特种陶瓷(ci)粉体(ti)领(ling)(ling)域(yu)开(kai)展(zhan)了(le)系列技术攻关和市场(chang)布局(ju)，迅速成(cheng)长为(wei)掌握(wo)多种产(chan)品(pin)工艺(yi)、设备的(de)(de)，具有(you)完(wan)整自主知(zhi)识产(chan)权的(de)(de)科技型企业。
氮化硅(gui)
“氮化硅(gui)陶瓷(ci)”由于各方面性能较平衡，被誉为(wei)是(shi)结构陶瓷(ci)家(jia)族中综合性能最为(wei)优良的一(yi)类，具(ju)有极其广(guang)泛的应用。
比如，在xEV（混合动力汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池电动汽车等电动汽车的总称）驱动电机控制功率模块中，绝缘基板不仅需要绝缘导热能力好，还需要抵抗温度循环产生的应用。因此需要可靠，抗热震性能好的陶瓷基板，其中氮化硅以其综合性能优越被丰田为首的全球领先车企率先采用，并且正在不断扩大规模。
另外(wai)，我国早(zao)在“八五计划”就开始将氮化硅轴承列入攻关项目，近年来制备技术和产品性能已经有大幅提升，但是如高端热压烧结氮化硅轴承用氮化硅粉体国内依然依赖从海外进口。据业内的资深技术人员所说，“国内(nei)没(mei)有(you)量产的(de)(de)(de)(de)符合我们(men)要求的(de)(de)(de)(de)氮(dan)化(hua)硅粉(fen)体，我们(men)试了好多家(jia)都没(mei)有(you)可(ke)用于高品质氮(dan)化(hua)硅轴(zhou)承的(de)(de)(de)(de)粉(fen)体材料，而国外的(de)(de)(de)(de)高品质氮(dan)化(hua)硅粉(fen)体（例如(ru)日本宇部(bu)化(hua)工的(de)(de)(de)(de)）往往是(shi)贵的(de)(de)(de)(de)不可(ke)思议，整点做实验(yan)室可(ke)以的(de)(de)(de)(de)，但是(shi)工业化(hua)使用就(jiu)有(you)点困难(nan)了。”
风力发电机用“氮化硅陶瓷滚珠”混合轴承
还如，控制卫星轨道的(de)火(huo)箭燃(ran)烧室推进器，对(dui)材料要求很苛(ke)刻。由于高(gao)温燃(ran)烧能够获(huo)得(de)更(geng)大的(de)推进力，所以不但要求其材料质轻(qing)，且能够承(cheng)受高(gao)温。与此相(xiang)似用(yong)途的(de)还有汽车发动机高(gao)温部(bu)件如增压(ya)器涡轮转子，预(yu)热燃(ran)烧室，摇臂(bei)镶块，喷射器连杆，气门(men)导管，陶(tao)瓷活塞顶(ding)，电热塞等。其他还有对(dui)耐腐蚀要求较(jiao)高(gao)的(de)化(hua)工(gong)、生物医(yi)药、国防军工(gong)等领域。
京瓷开发(fa)的航空(kong)航天(tian)用氮(dan)化硅陶(tao)瓷尾喷管
氮化硅粉体(ti)的制(zhi)备方法众多，比如(ru)直接(jie)氮化法，在高(gao)温条件（≥1300℃）下，利用氮气、氨气等含氮气氛直接与硅粉反应形成氮化硅。虽然成本低，且工艺简单易于规模生产，但却会因为气氛和粉碎时的杂质到导致纯度不足，容易导致相类似问题的还有碳热还原法；再比如气相法是利用硅的卤化物或氢化物在一定条件下与氮气或氨气发生气相化学反应，生成高纯氮化硅粉体，一方面它得到的α相较少，另一方面成本非常高，相类似的问题溶胶凝胶法也存在；自蔓延法理论上没有问题，但最致命的是过程不可控，当反应物一旦引燃，便会自动向未反应的区域传播，直至反应完全......
氨(an)(an)解法也被称(cheng)为热(re)分解法，原理是在干燥乙烷环境下，使四(si)氯(lv)化(hua)硅(gui)(gui)与过量无水氨(an)(an)气(qi)反应(ying)，生成亚氨(an)(an)基(ji)硅(gui)(gui)、氨(an)(an)基(ji)硅(gui)(gui)和氯(lv)化(hua)铵(an)沉淀(dian)；真空环境加热(re)除去(qu)氯(lv)化(hua)铵(an)，之后在高(gao)温(wen)惰性气(qi)体中加热(re)可获(huo)得高(gao)纯、超细的氮化(hua)硅(gui)(gui)粉体，但一直以来囿于设(she)备和工(gong)艺(yi)的复杂，难以在工(gong)业(ye)生产中突破(po)。
矽(xi)瓷新能技术(shu)团队对(dui)氨(an)解(jie)法(fa)工艺进行了(le)(le)多项重要改进，结合化(hua)工行业(ye)前(qian)沿的(de)微反(fan)应器技术(shu)，实现了(le)(le)对(dui)粉体粒径、比表面积等参数的(de)精准调控(kong)，开发(fa)出(chu)的(de)连续化(hua)的(de)氨(an)解(jie)法(fa)氮化(hua)硅生(sheng)(sheng)产技术(shu)，极大降低了(le)(le)生(sheng)(sheng)产成本，并(bing)使得产品一(yi)致性(xing)显著提(ti)升。氨(an)解(jie)法(fa)氮化(hua)硅粉体具有高α相（>97%）、低氧含量（<1.1%）、粒径分布窄、无游离硅等多项优势，具有良好的烧结性能和导热性能。可用于精密机床主轴轴承、半导体导热基板等高端领域。
氮化铝(lv)
氮化铝(AlN)具有高强度、高体积电阻率、高绝缘耐压、热膨胀系数、与硅匹配好等特性，不但用作结构陶瓷的烧结助剂或增强相，尤其是在近年来大火的陶瓷电子基板和封装材料领域，其性能远超氧化铝。
比如，集成电路随着小型化(hua)、精密化(hua)趋势能耗密度急剧增长，因此(ci)对(dui)电路基板、封装材料的散(san)热(re)等，都提出了(le)更高要求，氮化(hua)铝以其优异的导热(re)性能和(he)接(jie)近硅的热(re)膨胀(zhang)系数等特性冠绝同侪。
氮化铝导热(re)填(tian)料(liao)广(guang)泛应用于热(re)界面(mian)材料(liao)
氮化铝陶瓷LED基片
更(geng)高端的(de)应(ying)用随(sui)着(zhe)氮化铝(lv)晶体材料的(de)开发(fa)成为热点。今(jin)年年初，在珠海(hai)举办的(de)“全国高纯粉体与晶体材料创新发展论坛”上，奥趋光电技术（杭州）有限公司创始人吴亮教授以“高质量、大尺寸AlN单晶生长及其应用前景展望”为题作报告，梳理了AlN单晶不同的生长路线以及影响长晶质量的各种因素。答疑环节有参会代表提问，“作为全球领先的AlN单晶及衬底研发商，奥趋光电目前使用了进口还是国内粉体？”答案其实并没有出乎意料，但吴亮教授点出了症结所在——之所以不敢采用国产氮化铝粉体作为原料，最大的担心是产品不稳定。
日本横滨举行的LED工业应用国际会议(LEDIA-2019)上，奥趋光电推出了当时全球公开报道中最大的直径60mm 氮化铝单晶及晶圆
不同制(zhi)备(bei)方法的做出来的粉体具(ju)有不同的特(te)性，目前(qian)国内外主流的优(you)质AIN粉体制备方法有直接氮化法（日本东洋铝业）及碳热还原法（日本德山）。其中，直接氮化法是通过高温下金属铝与氮气直接反应生产氮化铝，它最为显著的问题是，随着铝粉颗粒的氮化速度加快，表面会逐渐生成氮化物膜所导致的反应不充分；碳热还原法是以超细氧化铝粉和高纯度碳黑粉作为反应原料，被还原出的铝与氮气作用，生成氮化铝。该方法的问题是合成时间较长氮化温度较高，而且反应后还需对过量的碳进行除碳处理，导致生产成本较高。
除了上述两种，氮化铝(lv)粉体制备方(fang)法(fa)还包括电弧法(fa)、等(deng)离子(zi)合成法(fa)、溶(rong)胶-凝胶法、自蔓延法等等。只是这些方法有的成本高昂，有的不易进行过程控制，有的不能进行连续化生产。相对而言，矽瓷新能选择的化学气相沉积法（气溶胶）法是将铝粉的挥发性化合物（包括卤化铝、烷基铝）在氮气氛围下发生化学反应，从气相中沉淀出氮化铝粉末。该方法最大的优势在于不依赖高纯铝粉等高端原材料，有效降低生产成本，加之矽瓷新能技术团队首次将其实现连续化生产的加持，可显著提升粉体一致性，而这很有希望解决前文提到奥趋光电吴亮教授对国产粉体的担忧。
小结
目前(qian)，我(wo)国正处于(yu)从(cong)产(chan)业(ye)链的中低端向高端迈进的关键转(zhuan)型(xing)时期(qi)，新材料领域的国产(chan)替代需求尤为(wei)迫切，这对于(yu)强化(hua)(hua)我(wo)国供应链安全(quan)、提(ti)升全(quan)产(chan)业(ye)链科技(ji)创新能力有着基础性(xing)的作用。矽(xi)瓷新能则以此为(wei)使命和目标(biao)，先后开发出(chu)氨(an)解法氮(dan)化(hua)(hua)硅技(ji)术和化(hua)(hua)学气相(xiang)沉积法氮(dan)化(hua)(hua)铝技(ji)术，目前(qian)产(chan)品已获得(de)部分知名客户的检测认证，正在(zai)稳步迈向工(gong)业(ye)化(hua)(hua)量产(chan)。
在此，欢迎(ying)各位届时(shi)莅临CAC 2021广州先进陶瓷产业链展览会，北京矽瓷新能科技有限公司参观——展位号：B154，现场(chang)了解更(geng)多特(te)种陶瓷粉(fen)体领域和半导体材(cai)料领(ling)域相(xiang)关(guan)产品(pin)和应用，相(xiang)互学习交流，完(wan)善产品链条(tiao)，共同提升行业(ye)竞(jing)争(zheng)力。
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