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氮化硅陶瓷是高溫結(jié)構(gòu)陶瓷中最有應(yīng)用潛力的材料之一，是一種具有高強度、斷裂韌性、高硬度、耐磨性和良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性的先進工程陶瓷。氮化硅是由Si-N四面體組成的一種無機非金屬強共價鍵化合物，氮化硅具有3種晶體結(jié)構(gòu)形態(tài)的物相，分別是α相、β相和γ相。其中α相和β相是Si3N₄最常見的形態(tài)，均屬于六方晶系，特殊的穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)賦予了其諸多優(yōu)異性能。多用來制造軸承、汽輪機葉片、機械密封環(huán)、永久性模具等機械構(gòu)件以及半導(dǎo)體絕緣基片材料等，廣泛應(yīng)用于機械工程、超細(xì)研磨、半導(dǎo)體、透波材料、航空航天、生物陶瓷等領(lǐng)域。

氮化硅粉體是氮化硅陶瓷及相關(guān)制品的主要原料，據(jù)貝哲斯咨詢對氮化硅粉行業(yè)市場數(shù)據(jù)的統(tǒng)計顯示，2021年中國氮化硅粉市場容量達到1.7億元，預(yù)計2028年可以達到3.7億元，2022-2028期間年復(fù)合增長率(CAGR)為10.40%。

隨著高性能氮化硅陶瓷應(yīng)用越來越廣泛，對氮化硅粉體質(zhì)量的要求越來越高，如何突破氮化硅粉國產(chǎn)化制備技術(shù)，打破高端粉體受國外制約的現(xiàn)狀，仍然是未來粉體發(fā)展的主要方向。

中科新瓷：解決氮化硅陶瓷粉體“卡脖子”的問題

中科新瓷（重慶）科技有限公司（以下簡稱“中科新瓷”）成立于2024年3月，是由中國科學(xué)院結(jié)構(gòu)陶瓷技術(shù)團隊共同組建，專注于研發(fā)、生產(chǎn)高品質(zhì)氮化硅陶瓷材料的科技公司，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于新能源汽車、高鐵動車、醫(yī)用陶瓷、風(fēng)力發(fā)電、光伏以及機械制造等多個領(lǐng)域。

中科新瓷依托中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所功能陶瓷課題組，先后獲得國家自然科學(xué)基金、科技部863計劃、科技部中俄國際合作等項目支持，歷經(jīng)20余年原創(chuàng)核心技術(shù)積累，形成了燃燒合成技術(shù)系列成果，實現(xiàn)了百噸級自動化氮化硅陶瓷粉體的穩(wěn)定生產(chǎn)。公司生產(chǎn)的高品質(zhì)氮化硅粉體已達到進口替代指標(biāo)，解決了我國半導(dǎo)體、新能源產(chǎn)業(yè)因氮化硅陶瓷粉體“卡脖子”的問題。

研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新

2024年4月，中科新瓷聯(lián)合中科院功能陶瓷技術(shù)團隊，共同建設(shè)燃燒合成高品質(zhì)氮化硅粉體的自動化示范產(chǎn)線。該產(chǎn)線的設(shè)計融合了先進的自動化技術(shù)，從原料處理到成品出爐，實現(xiàn)全程智能化控制。產(chǎn)線嚴(yán)格按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計和建設(shè)，確保了生產(chǎn)過程的規(guī)范化和產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化，可以在大幅提高生產(chǎn)效率的同時，有效保障產(chǎn)品一致性和質(zhì)量穩(wěn)定性。此次自動化示范產(chǎn)線建設(shè)，不僅推動了氮化硅材料的產(chǎn)業(yè)化進程，更將為國內(nèi)新材料行業(yè)樹立一個示范標(biāo)桿。

產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用布局與戰(zhàn)略合作

2024年9月，中科新瓷獲得北京中科先行創(chuàng)投首輪投資，加速布局國產(chǎn)高品質(zhì)氮化硅陶瓷粉體系列產(chǎn)品。本輪資金主要用于建設(shè)國內(nèi)首條高品質(zhì)氮化硅粉體自動化示范生產(chǎn)線。

中科新瓷已完成了初步的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用布局，建成濟南自動化示范產(chǎn)線、重慶百噸級標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)線，與中材高新、上海材料所、中船重工、紅星電子等公司達成戰(zhàn)略合作，共同推動氮化硅陶瓷材料的應(yīng)用與發(fā)展。

產(chǎn)品應(yīng)用與市場推廣

歷經(jīng)10年的技術(shù)迭代積累和3年的產(chǎn)品市場驗證，中科新瓷正式推出三款亞微米級氮化硅粉體產(chǎn)品，覆蓋高功率半導(dǎo)體封裝陶瓷基板領(lǐng)域、精密陶瓷軸承領(lǐng)域和高品質(zhì)陶瓷結(jié)構(gòu)件制造領(lǐng)域。

針對高功率半導(dǎo)體封裝陶瓷基板領(lǐng)域，推出了低氧亞微米氮化硅粉（EG），產(chǎn)品主要用于高功率半導(dǎo)體芯片封裝、高可靠功率模塊封裝等。產(chǎn)品性能達到國際先進水平，質(zhì)量品級對標(biāo)日本、德國相應(yīng)產(chǎn)品。目前，該產(chǎn)品已在國內(nèi)某新能源汽車頭部企業(yè)完成驗證，并開始穩(wěn)定供貨。

針對精密陶瓷軸承領(lǐng)域，推出亞微米氮化硅粉（IG），產(chǎn)品主要用于制造新能源汽車電機軸承、機床精密軸承、海上風(fēng)力發(fā)電機軸承、耐高溫耐腐蝕軸承等。產(chǎn)品性能處于國內(nèi)尖端水平，質(zhì)量品級對標(biāo)瑞典相應(yīng)產(chǎn)品。目前，該產(chǎn)品已在某國家級專精特新氮化物陶瓷企業(yè)、上海材料所的成熟產(chǎn)品中批量應(yīng)用。

針對高品質(zhì)陶瓷結(jié)構(gòu)件制造領(lǐng)域，推出亞微米通用氮化硅粉體，產(chǎn)品主要用于制造普通軸承球、高端結(jié)構(gòu)件等。產(chǎn)品性能優(yōu)異，品質(zhì)穩(wěn)定，價格優(yōu)惠，可實現(xiàn)百噸級供貨能力。

結(jié)語

對整個氮化硅粉體制備行業(yè)來說，能規(guī)?；a(chǎn)，產(chǎn)量大，成本低，質(zhì)量穩(wěn)定是大家關(guān)注的重點。中科新瓷將繼續(xù)秉持創(chuàng)新精神，深化技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)升級，致力于為氮化硅陶瓷材料行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展樹立典范，有力推動我國在新材料領(lǐng)域的國際競爭力邁上新臺階。

參考來源：

[1] 李軍生.氮化硅陶瓷粉體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

[2] 中科新瓷（重慶）科技有限公司官微、粉體網(wǎng)企業(yè)展臺