中國(guó)粉體網(wǎng)訊 2024年，泉州市首次擴(kuò)大“揭榜掛帥”重大專項(xiàng)計(jì)劃立項(xiàng)數(shù)和資金量，新增成果轉(zhuǎn)化類，從創(chuàng)新需求征集開始，首次開通全流程網(wǎng)上征集，將征集的需求（項(xiàng)目）將列入市科技計(jì)劃“揭榜掛帥”項(xiàng)目選題調(diào)研范圍，從中遴選凝練技術(shù)難題列入年度“揭榜掛帥”重大需求榜單。此次榜單研發(fā)投入預(yù)測(cè)達(dá)7380萬(wàn)元，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以需求為牽引，建立健全“企業(yè)出題、能者答題”的科研項(xiàng)目立項(xiàng)和實(shí)施方式。
高陶瓷產(chǎn)率液態(tài)聚碳硅烷制備關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化
制備碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的方法是前驅(qū)體浸漬裂解法（PIP）。PIP工藝中小分子的逸出和體積收縮導(dǎo)致的氣孔是影響陶瓷基復(fù)合材料性能的關(guān)鍵因素，降低孔隙率的方法是反復(fù)浸漬–裂解提升其致密度，彌補(bǔ)孔洞缺陷。但由此造成生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本偏高。而隨著陶瓷產(chǎn)率的提高，揮發(fā)性小分子物會(huì)隨之減少，材料的氣孔和收縮率明顯降低，可以較大地縮短致密化周期，降低生產(chǎn)成本。目前，液態(tài)聚碳硅烷的陶瓷產(chǎn)率為55%，陶瓷產(chǎn)率由55%提高至70%以上，浸漬裂解周期將由12～14次降低至8～10次。因此，高陶瓷產(chǎn)率液態(tài)聚碳硅烷在PIP工藝中具有浸漬效率高、縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高陶瓷基復(fù)合材料的性能等優(yōu)勢(shì)。
高陶瓷產(chǎn)率液態(tài)聚碳硅烷采用格式偶聯(lián)聚合法制備，主要技術(shù)突破方向：原料的選擇、分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合成工藝研究及產(chǎn)品本征性能的測(cè)試和驗(yàn)證。目前，國(guó)內(nèi)各大研究所及高校進(jìn)行相應(yīng)制備技術(shù)的研究，是行業(yè)共性“卡脖子”問(wèn)題。
高陶瓷產(chǎn)率液態(tài)聚碳硅烷主要應(yīng)用方向是作為陶瓷前驅(qū)體采用PIP法制備碳化硅陶瓷基復(fù)合材料，主要應(yīng)用在高端科技與國(guó)防軍事領(lǐng)域，如空間遙感成像光學(xué)系統(tǒng)輕量化支撐結(jié)構(gòu)件、航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件、可重復(fù)使用的航天運(yùn)載器熱防護(hù)材料、高超音速推進(jìn)系統(tǒng)等。
半導(dǎo)體功率器件用氮化硅陶瓷基板的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化
由于Si3N4陶瓷基板入門的門檻非常高，并且美國(guó)和日本等國(guó)家還對(duì)Si3N4基板技術(shù)及其原料進(jìn)行了封鎖。因此，目前我國(guó)的高導(dǎo)熱Si3N4陶瓷基板發(fā)展與國(guó)外還是存在較大差距且產(chǎn)品性能較為單一。存在的主要技術(shù)難點(diǎn)如下：
（1）與國(guó)產(chǎn)Si3N4粉體原料匹配的高性能基板制備技術(shù)是Si3N4陶瓷基板開發(fā)的難點(diǎn)之一：Si3N4粉體作為制備Si3N4陶瓷基板的主要原料，其性質(zhì)對(duì)于產(chǎn)品的性能有直接影響。目前，相比于進(jìn)口原料，國(guó)產(chǎn)粉體存在穩(wěn)定性差、燒結(jié)活性低及雜質(zhì)含量高的問(wèn)題。因此，如何利用國(guó)產(chǎn)Si3N4粉體制備綜合性能優(yōu)異的Si3N4陶瓷基板是國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程的研究難點(diǎn)。
（2）國(guó)產(chǎn)Si3N4基板性能有待進(jìn)一步提高：由于半導(dǎo)體功率器件的快速發(fā)展，對(duì)散熱能力和力學(xué)可靠性提出了更高要求。然而目前大部分高導(dǎo)熱Si3N4基板存在強(qiáng)度、導(dǎo)熱等綜合性能不佳的問(wèn)題，限制了其在優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。需要通過(guò)對(duì)Si3N4基板材料燒結(jié)機(jī)理及微觀結(jié)構(gòu)的深入研究，探索導(dǎo)熱系數(shù)提升與綜合性能優(yōu)化的途徑。
（3）流延成型及燒結(jié)工藝是Si3N4基板制造的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)難點(diǎn)：氮化硅基板的流延成型工藝在國(guó)內(nèi)尚不成熟，其特殊原因?yàn)椋?a href="http://www.bgmic.com/zc/192.html" target="_blank" style="color:#0000ff">氮化硅粉末粒徑小、表面能高，粉體顆粒容易團(tuán)聚，使?jié){料穩(wěn)定性、流延均勻性難以控制。對(duì)此問(wèn)題，需進(jìn)行流延漿料分散劑、粘合劑的選型與配方研究，針對(duì)進(jìn)口與國(guó)產(chǎn)粉體制定匹配的工藝。氮化硅基板燒結(jié)受到溫度、氣氛、氣壓、溫度及氣氛均勻性等的綜合影響，過(guò)程極其復(fù)雜，極易出現(xiàn)外觀均勻性、尺寸均勻性變差、成品率降低等問(wèn)題。需要系統(tǒng)開展燒結(jié)工藝研究，針對(duì)國(guó)產(chǎn)原料及相應(yīng)配方制定與之匹配的燒結(jié)工藝。
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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