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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(qiáng)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(jìn)工程陶瓷。氮化硅是由Si-N四面體組成的一種無(wú)機(jī)非金屬?gòu)?qiáng)共價(jià)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(jiàn)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(lái)制造軸承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具等機(jī)械構(gòu)件以及半導(dǎo)體絕緣基片材料等，廣泛應(yīng)用于機(jī)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(xún)對(duì)氮化硅粉行業(yè)市場(chǎng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)顯示，2021年中國(guó)氮化硅粉市場(chǎng)容量達(dá)到1.7億元，預(yù)計(jì)2028年可以達(dá)到3.7億元，2022-2028期間年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為10.40%。

隨著高性能氮化硅陶瓷應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)氮化硅粉體質(zhì)量的要求越來(lái)越高，如何突破氮化硅粉國(guó)產(chǎn)化制備技術(shù)，打破高端粉體受?chē)?guó)外制約的現(xiàn)狀，仍然是未來(lái)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(wèn)題

中科新瓷（重慶）科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中科新瓷”）成立于2024年3月，是由中國(guó)科學(xué)院結(jié)構(gòu)陶瓷技術(shù)團(tuán)隊(duì)共同組建，專(zhuān)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(chē)、高鐵動(dòng)車(chē)、醫(yī)用陶瓷、風(fēng)力發(fā)電、光伏以及機(jī)械制造等多個(gè)領(lǐng)域。

中科新瓷依托中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所功能陶瓷課題組，先后獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部863計(jì)劃、科技部中俄國(guó)際合作等項(xiàng)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(shí)現(xiàn)了百?lài)嵓?jí)自動(dòng)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(dá)到進(jìn)口替代指標(biāo)，解決了我國(guó)半導(dǎo)體、新能源產(chǎn)業(yè)因氮化硅陶瓷粉體“卡脖子”的問(wèn)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(tuán)隊(duì)，共同建設(shè)燃燒合成高品質(zhì)氮化硅粉體的自動(dòng)化示范產(chǎn)線(xiàn)。該產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)計(jì)融合了先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，從原料處理到成品出爐，實(shí)現(xiàn)全程智能化控制。產(chǎn)線(xiàn)嚴(yán)格按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)，確保了生產(chǎn)過(guò)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(shí)，有效保障產(chǎn)品一致性和質(zhì)量穩(wěn)定性。此次自動(dòng)化示范產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)，不僅推動(dòng)了氮化硅材料的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，更將為國(guó)內(nèi)新材料行業(yè)樹(shù)立一個(gè)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(guó)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(guó)內(nèi)首條高品質(zhì)氮化硅粉體自動(dòng)化示范生產(chǎn)線(xiàn)。

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

產(chǎn)品應(yīng)用與市場(chǎng)推廣

歷經(jīng)10年的技術(shù)迭代積累和3年的產(chǎn)品市場(chǎng)驗(yàn)證，中科新瓷正式推出三款亞微米級(jí)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(duì)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(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，質(zhì)量品級(jí)對(duì)標(biāo)日本、德國(guó)相應(yīng)產(chǎn)品。目前，該產(chǎn)品已在國(guó)內(nèi)某新能源汽車(chē)頭部企業(yè)完成驗(yàn)證，并開(kāi)始穩(wěn)定供貨。

針對(duì)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(chē)電機(jī)軸承、機(jī)床精密軸承、海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承、耐高溫耐腐蝕軸承等。產(chǎn)品性能處于國(guó)內(nèi)尖端水平，質(zhì)量品級(jí)對(duì)標(biāo)瑞典相應(yīng)產(chǎn)品。目前，該產(chǎn)品已在某國(guó)家級(jí)專(zhuān)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(duì)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(jià)格優(yōu)惠，可實(shí)現(xiàn)百?lài)嵓?jí)供貨能力。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)整個(gè)氮化硅粉體制備行業(yè)來(lái)說(shuō)，能規(guī)模化生產(chǎn)，產(chǎn)量大，成本低，質(zhì)量穩(wěn)定是大家關(guān)注的重點(diǎn)。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(jí)，致力于為氮化硅陶瓷材料行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展樹(shù)立典范，有力推動(dòng)我國(guó)在新材料領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力邁上新臺(tái)階。

參考來(lái)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(shì)

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