中國粉體網(wǎng)訊
【編者按】粉體材料工業(yè)屬于支撐國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)和贏得國際競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵領(lǐng)域，近些年，國內(nèi)粉體材料工業(yè)轉(zhuǎn)型升級成效顯著，綜合實力穩(wěn)步增長，國際競爭力持續(xù)增強(qiáng)，一些企業(yè)長期專注于粉體材料領(lǐng)域、生產(chǎn)技術(shù)工藝國際領(lǐng)先、從而成為全球細(xì)分市場領(lǐng)導(dǎo)者的典范，有效改善了國內(nèi)高端粉材的緊缺局面，提升了核心工藝技術(shù)與裝備的自主可控水平以及關(guān)鍵戰(zhàn)略資源的保障能力。中國粉體網(wǎng)通過尋找“中國好粉材”這一活動，以期促進(jìn)相關(guān)企業(yè)更好發(fā)揮示范作用，引領(lǐng)中國粉體工業(yè)的發(fā)展，并讓“好粉材”發(fā)出它們更大的光彩。
氮化鋁(AlN)具有高熱導(dǎo)、高電阻、低介電損耗、低膨脹以及良好的力學(xué)性能等特性，應(yīng)用于新能源裝備IGBT功率模塊、半導(dǎo)體裝備靜電卡盤和加熱器、高精度導(dǎo)航陀螺儀、電動賽車高性能電機(jī)等，支撐了新能源汽車、高鐵動車、5G通信、國防等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，取得了顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
AlN的理論熱導(dǎo)率高達(dá)320W·m−1·K−1，約為金屬銅（Cu）的80%，是氧化鋁（Al2O3）的近十倍，并且具有良好的絕緣性、高化學(xué)穩(wěn)定性、無毒、無磁、以及與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)，是半導(dǎo)體基板和電子封裝的理想材料，特別是在航空航天、軌道交通、新能源裝備、高功率LED、5G通訊、電力傳輸和工業(yè)控制等領(lǐng)域功率器件中具有不可取代的作用。另外，AlN熔點高，耐金屬腐蝕性強(qiáng)，可用作熔融鈾坩堝或耐火材料；高純度的AlN陶瓷呈透明狀，可應(yīng)用于光學(xué)窗口器件；AlN顆粒還可作為導(dǎo)熱填料，填充于硅油、樹脂、橡膠等有機(jī)物中，來制備強(qiáng)化熱源與散熱器之間熱傳導(dǎo)的導(dǎo)熱界面材料。
氮化鋁市場的增長主要是由氮化鋁的導(dǎo)熱特性推動的。近年來，隨著半導(dǎo)體、AI、5G通訊、航空航天、新能源等領(lǐng)域高端裝備的發(fā)展，高功率和高熱流密度器件的散熱問題已經(jīng)成為制約器件使用壽命和可靠性的關(guān)鍵，AlN作為一種特殊且重要的散熱材料，得到越來越廣泛的應(yīng)用。
高品級AlN粉體是AlN行業(yè)的基石
高品級粉體是制備高性能AlN陶瓷的基礎(chǔ)，其特征為低氧含量、比表面積大且粒度分布窄、燒結(jié)活性高且耐潮解的高純粉體。AlN粉末的制備方法有很多，目前為止工業(yè)化生產(chǎn)主要采用直接氮化法、碳熱還原氮化法和高溫自蔓延法，等離子體法和化學(xué)氣相沉積法仍局限于試驗規(guī)模，尚無大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。
在過去的一段時間，氮化鋁粉末主要依賴進(jìn)口，掌握高品級AlN粉體生產(chǎn)技術(shù)的廠家不多。日本德山曹達(dá)、日本東洋鋁和美國Surmet等公司具備生產(chǎn)高品級AlN粉末的能力，尤其是日本德山公司采用碳熱還原氮化法生產(chǎn)AlN粉體，粉體質(zhì)量好，出貨量最大，占據(jù)著全球70%以上高端AlN粉末市場。而國產(chǎn)粉體因量產(chǎn)工藝不穩(wěn)定，難以突破純度與粒徑分布的技術(shù)門檻；在加工環(huán)節(jié)，氮化鋁的硬脆特性（莫氏硬度8-9）又成為新的攔路虎�？梢�，氮化鋁的困境不僅限于技術(shù)，更延伸至產(chǎn)業(yè)鏈的每個環(huán)節(jié)。
近幾年高校研究機(jī)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)界合作，也取得了較大的進(jìn)展。其中，廈門鉅瓷與北京科技大學(xué)合作，采用前驅(qū)體碳熱還原氮化法制備AlN，建成了年產(chǎn)能300t AlN粉體的生產(chǎn)線，粉體質(zhì)量好，已開始在行業(yè)中大量使用。
廈門鉅瓷
從“被卡脖子”到與國際巨頭同臺競爭
廈門鉅瓷成立于2016年，是一家致力于高品級氮化鋁粉體及陶瓷品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的創(chuàng)新型高科技企業(yè)，擁有全球領(lǐng)先的氮化鋁陶瓷粉體生產(chǎn)線，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于動力電池、新能源、LED、3D打印等領(lǐng)域。
廈門鉅瓷科技產(chǎn)品，來源：廈門日報
從被“卡脖子”到與國際巨頭同臺競爭，廈門鉅瓷團(tuán)隊前后用了近20多年：早在2000年，廈門鉅瓷聯(lián)合創(chuàng)始人、北京科技大學(xué)秦明禮教授就投身氮化鋁粉末的合成研究，解鎖從“0到1”的原始創(chuàng)新；2016年，公司將產(chǎn)業(yè)化項目落地廈門，從中試到小批量生產(chǎn)，再到2019年實現(xiàn)量產(chǎn)。
經(jīng)過二十多年的潛心研究和探索，廈門鉅瓷目前已成為一家能夠生產(chǎn)比肩國際標(biāo)準(zhǔn)的高品級氮化鋁粉末的企業(yè)，其生產(chǎn)的高品級氮化鋁粉末已經(jīng)完全可以和日本德山公司相媲美，在某些方面甚至更優(yōu)。憑借著濕法混料、自主研發(fā)的短流生產(chǎn)工藝等原創(chuàng)技術(shù)，廈門鉅瓷不光實現(xiàn)了國產(chǎn)替代，相較于海外龍頭可實現(xiàn)不依賴高純原料，生產(chǎn)功耗也大幅度降低，單位時間產(chǎn)能是德山公司的兩倍，同時每公斤能耗降低60%、成本降低50%。
廈門鉅瓷依托北京科技大學(xué)在氮化鋁領(lǐng)域的研究成果，獲得國家重點研發(fā)計劃負(fù)責(zé)單位等榮譽(yù)；2023年，廈門鉅瓷入選第五批“國家級專精特新小巨人企業(yè)”，氮化鋁產(chǎn)量達(dá)400噸；近日，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會與中國有色金屬學(xué)會公布了2024年度有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎獲獎名單。秦明禮教授主持完成的“高品質(zhì)氮化鋁粉體產(chǎn)業(yè)化與應(yīng)用”項目獲有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎（發(fā)明）。
多面發(fā)展，擴(kuò)展氮化鋁應(yīng)用市場
廈門鉅瓷主要產(chǎn)品包括高純微細(xì)氮化鋁粉末、球形氮化鋁顆粒、復(fù)雜精密氮化鋁陶瓷制品三大系列，已經(jīng)得到國內(nèi)外客戶的認(rèn)可與好評。除了核心產(chǎn)品高品級氮化鋁粉末的生產(chǎn)銷售，鉅瓷科技還將開拓另一條業(yè)務(wù)線——復(fù)雜形狀氮化鋁陶瓷制品。目前在這項技術(shù)上，鉅瓷科技在全球也處在領(lǐng)先地位，2017年更是憑借此項技術(shù)榮獲中國有色工業(yè)協(xié)會技術(shù)發(fā)明一等獎。雖然目前僅是小批量生產(chǎn)，但公司已經(jīng)具備大批量生產(chǎn)的能力，將逐步推進(jìn)該項目。
氮化鋁粉體是一種被國家工信部列為戰(zhàn)略基礎(chǔ)原材料的粉體材料，在航空航天、軌道交通、新能源汽車等功率器件中具有不可替代的作用。獲得更高純度、粒度可控、形貌均勻分散的高性能粉體是AlN制備技術(shù)的發(fā)展方向，針對不同應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)開發(fā)多種規(guī)格的粉體，以滿足導(dǎo)熱陶瓷基板、AlN單晶半導(dǎo)體、高純靶材、導(dǎo)熱填料等領(lǐng)域?qū)lN粉體原料的要求。同時，在生產(chǎn)中也需要對現(xiàn)有技術(shù)及裝備進(jìn)行不斷優(yōu)化，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的批次穩(wěn)定性，增加產(chǎn)出效率，降低生產(chǎn)成本。
未來，隨著氮化鋁、氮化硅等新產(chǎn)品的研發(fā)，廈門鉅瓷將有經(jīng)驗可依，將進(jìn)一步向其他領(lǐng)域延伸拓展，實現(xiàn)低成本穩(wěn)定的量產(chǎn)。
來源：
廈門鉅瓷官網(wǎng)、再石資本、廈門日報
秦運璞等：高品級氮化鋁粉體及其碳熱還原氮化工藝研究進(jìn)展
【尋找“中國好粉材”活動簡介】
為推動國產(chǎn)高端粉材發(fā)展，提升高端粉體材料進(jìn)口替代，宣傳和推廣國產(chǎn)優(yōu)秀好粉材及研發(fā)單位，讓更多用戶了解和使用國產(chǎn)好粉材，尋找“中國好粉材“活動應(yīng)運而生，活動由中國粉體網(wǎng)主辦、北京粉體技術(shù)協(xié)會協(xié)辦，主題為助力高端粉材研發(fā)創(chuàng)新行動。歡迎實力企業(yè)（產(chǎn)品市占率全球前列、取得豐富的創(chuàng)新技術(shù)成果）自主申報，申報資料請發(fā)送到郵箱：cnpowder@163.com。主辦方將依托線上線下宣傳資源，幫助企業(yè)營銷拓客，助力企業(yè)品牌推廣，提升企業(yè)的國際知名度。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除！
