中國粉體網訊 氮化物陶瓷是氮與金屬或非金屬元素以共價鍵相結合的化合物為主要成分的陶瓷。氮化物陶瓷具有極其優良的耐化學腐蝕性能、電絕緣性能、透波性能以及熱性能,應用廣泛,代表性的如氮化鋁、氮氧化鋁等。
AlN具有高熱導率、良好的電絕緣性、低介電常數、無毒等性能,應用前景十分廣闊,尤其是進入21世紀以來,隨著微電子技術的飛速發展,電子整機和電子元器件正朝微型化、輕型化、集成化,以及高可靠性和大功率輸出等方向發展,越來越復雜的器件對基片和封裝材料的散熱提出了更高要求,進一步促進了氮化鋁材料的蓬勃發展。
圖片來源:頂立科技
AlON同時具有優良的光學、力學及熱物理性能,目前被廣泛應用于透紅外材料。AlON和單晶藍寶石及多晶尖晶石被公認為可適用于3Ma以上導彈紅外窗口的三種理想候選材料,相比較而言,AlON性能/價格比是最高的,因而它是高馬赫數導彈的優選材料,此外,AlON透明陶瓷的最大潛在應用領域是透明裝甲,其可以用作裝甲車、直升飛機的防彈窗口。相比于傳統的防彈玻璃,其具有輕薄且更堅固的優點,不僅可明顯降低裝甲整體的質量和厚度,還可提升其防彈性能。美國已將該材料列為21世紀國防重點發展材料。
與其他陶瓷材料一樣,高性能AlN、AlON陶瓷材料首先依賴于高性能的粉體原料,同時也需要完美的燒結工藝。而無論是高性能粉體制備還是因共價鍵導致難以燒結的陶瓷制品,它們的品質與制備過程中所用熱工裝備的技術水平息息相關。
湖南頂立科技股份有限公司是一家專業從事特種材料及特種熱工裝備研制、生產,以國家重大工程需求為牽引的國家級專精特新重點“小巨人”企業。在AlN領域,公司連續式氮化爐實現了連續化生產,顯著提升了生產效率。
在AlON領域,頂立科技依托近20年熱工裝備研發的優勢,憑借裝備與工藝的深度融合,經過多年技術攻關,成功突破了高純超細AlON粉體碳熱還原批量穩定合成技術瓶頸。并具備年產噸級高純、超細的AlON粉體的生產能力,每一批次產品純度≥99.9%,且粒徑分布(D50: 1~5μm)可調控,滿足不同應用場景的多元化需求。這一關鍵技術的突破與產業化能力的形成,將助力高性能AlON透明陶瓷的研發及產業化。
然而,AlN與AlON材料制備過程仍面臨諸多共性及特異性挑戰:如反應過程中氣氛控制難度大、溫度精確控制困難、超高純熱場材料的設計與制備瓶頸、長期高溫下的氣氛精密控制技術、大型裝備的熱場均勻性優化。
9月19日,中國粉體網將在中國·重慶舉辦2025第二屆全國高純氧化鋁粉體制備技術及應用交流大會,屆時,頂立科技副總經理胡祥龍將帶來題為《高性能AIN/AION粉體及制品的熱工裝備研制現狀和關鍵技術》的報告。胡總將在報告中重點剖析制約裝備性能提升的若干核心技術難題,并展望未來技術發展方向。通過跨學科協作,突破關鍵技術瓶頸,實現高性能AlN與AlON熱工裝備的自主可控,為推動我國先進陶瓷與半導體產業鏈的安全與發展提供有力支撐。
(中國粉體網/山川)
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