中國粉體網訊 2024年，泉州市首次擴大“揭榜掛帥”重大專項計劃立項數和資金量，新增成果轉化類，從創(chuàng)新需求征集開始，首次開通全流程網上征集，將征集的需求（項目）將列入市科技計劃“揭榜掛帥”項目選題調研范圍，從中遴選凝練技術難題列入年度“揭榜掛帥”重大需求榜單。此次榜單研發(fā)投入預測達7380萬元，以市場為導向，以需求為牽引，建立健全“企業(yè)出題、能者答題”的科研項目立項和實施方式。
高陶瓷產率液態(tài)聚碳硅烷制備關鍵技術與產業(yè)化
制備碳化硅陶瓷基復合材料的方法是前驅體浸漬裂解法（PIP）。PIP工藝中小分子的逸出和體積收縮導致的氣孔是影響陶瓷基復合材料性能的關鍵因素，降低孔隙率的方法是反復浸漬–裂解提升其致密度，彌補孔洞缺陷。但由此造成生產周期長，生產成本偏高。而隨著陶瓷產率的提高，揮發(fā)性小分子物會隨之減少，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，降低生產成本。目前，液態(tài)聚碳硅烷的陶瓷產率為55%，陶瓷產率由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，高陶瓷產率液態(tài)聚碳硅烷在PIP工藝中具有浸漬效率高、縮短生產周期、降低成本、提高陶瓷基復合材料的性能等優(yōu)勢。
高陶瓷產率液態(tài)聚碳硅烷采用格式偶聯聚合法制備，主要技術突破方向：原料的選擇、分子結構設計、合成工藝研究及產品本征性能的測試和驗證。目前，國內各大研究所及高校進行相應制備技術的研究，是行業(yè)共性“卡脖子”問題。
高陶瓷產率液態(tài)聚碳硅烷主要應用方向是作為陶瓷前驅體采用PIP法制備碳化硅陶瓷基復合材料，主要應用在高端科技與國防軍事領域，如空間遙感成像光學系統(tǒng)輕量化支撐結構件、航空航天發(fā)動機熱端部件、可重復使用的航天運載器熱防護材料、高超音速推進系統(tǒng)等。
半導體功率器件用氮化硅陶瓷基板的關鍵技術研發(fā)與產業(yè)化
由于Si3N4陶瓷基板入門的門檻非常高，并且美國和日本等國家還對Si3N4基板技術及其原料進行了封鎖。因此，目前我國的高導熱Si3N4陶瓷基板發(fā)展與國外還是存在較大差距且產品性能較為單一。存在的主要技術難點如下：
（1）與國產Si3N4粉體原料匹配的高性能基板制備技術是Si3N4陶瓷基板開發(fā)的難點之一：Si3N4粉體作為制備Si3N4陶瓷基板的主要原料，其性質對于產品的性能有直接影響。目前，相比于進口原料，國產粉體存在穩(wěn)定性差、燒結活性低及雜質含量高的問題。因此，如何利用國產Si3N4粉體制備綜合性能優(yōu)異的Si3N4陶瓷基板是國產化進程的研究難點。
（2）國產Si3N4基板性能有待進一步提高：由于半導體功率器件的快速發(fā)展，對散熱能力和力學可靠性提出了更高要求。然而目前大部分高導熱Si3N4基板存在強度、導熱等綜合性能不佳的問題，限制了其在優(yōu)勢的發(fā)揮。需要通過對Si3N4基板材料燒結機理及微觀結構的深入研究，探索導熱系數提升與綜合性能優(yōu)化的途徑。
（3）流延成型及燒結工藝是Si3N4基板制造的關鍵工藝環(huán)節(jié)，是實現產業(yè)化的技術難點：氮化硅基板的流延成型工藝在國內尚不成熟，其特殊原因為：氮化硅粉末粒徑小、表面能高，粉體顆粒容易團聚，使?jié){料穩(wěn)定性、流延均勻性難以控制。對此問題，需進行流延漿料分散劑、粘合劑的選型與配方研究，針對進口與國產粉體制定匹配的工藝。氮化硅基板燒結受到溫度、氣氛、氣壓、溫度及氣氛均勻性等的綜合影響，過程極其復雜，極易出現外觀均勻性、尺寸均勻性變差、成品率降低等問題。需要系統(tǒng)開展燒結工藝研究，針對國產原料及相應配方制定與之匹配的燒結工藝。
（中國粉體網編輯整理/空青）
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