中國粉體網訊

【編者按】粉體材料工業(yè)屬于支撐國民經濟發(fā)展的基礎性產業(yè)和贏得國際競爭優(yōu)勢的關鍵領域，近些年，國內粉體材料工業(yè)轉型升級成效顯著，綜合實力穩(wěn)步增長，國際競爭力持續(xù)增強，一些企業(yè)長期專注于粉體材料領域、生產技術工藝國際領先、從而成為全球細分市場領導者的典范，有效改善了國內高端粉材的緊缺局面，提升了核心工藝技術與裝備的自主可控水平以及關鍵戰(zhàn)略資源的保障能力。中國粉體網通過尋找“中國好粉材”這一活動，以期促進相關企業(yè)更好發(fā)揮示范作用，引領中國粉體工業(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、高電阻、低介電損耗、低膨脹以及良好的力學性能等特性，應用于新能源裝備IGBT功率模塊、半導體裝備靜電卡盤和加熱器、高精度導航陀螺儀、電動賽車高性能電機等，支撐了新能源汽車、高鐵動車、5G通信、國防等戰(zhàn)略性產業(yè)的發(fā)展，取得了顯著的社會和經濟效益。

AlN的理論熱導率高達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，可用作熔融鈾坩堝或耐火材料；高純度的AlN陶瓷呈透明狀，可應用于光學窗口器件；AlN顆粒還可作為導熱填料，填充于硅油、樹脂、橡膠等有機物中，來制備強化熱源與散熱器之間熱傳導的導熱界面材料。

氮化鋁市場的增長主要是由氮化鋁的導熱特性推動的。近年來，隨著半導體、AI、5G通訊、航空航天、新能源等領域高端裝備的發(fā)展，高功率和高熱流密度器件的散熱問題已經成為制約器件使用壽命和可靠性的關鍵，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，其特征為低氧含量、比表面積大且粒度分布窄、燒結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，等離子體法和化學氣相沉積法仍局限于試驗規(guī)模，尚無大規(guī)模生產應用。

在過去的一段時間，氮化鋁粉末主要依賴進口，掌握高品級AlN粉體生產技術的廠家不多。日本德山曹達、日本東洋鋁和美國Surmet等公司具備生產高品級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AlN粉體，粉體質量好，出貨量最大，占據(jù)著全球70%以上高端AlN粉末市場。而國產粉體因量產工藝不穩(wěn)定，難以突破純度與粒徑分布的技術門檻；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，更延伸至產業(yè)鏈的每個環(huán)節(jié)。

近幾年高校研究機構與產業(yè)界合作，也取得了較大的進展。其中，廈門鉅瓷與北京科技大學合作，采用前驅體碳熱還原氮化法制備AlN，建成了年產能300t AlN粉體的生產線，粉體質量好，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)、生產和銷售的創(chuàng)新型高科技企業(yè)，擁有全球領先的氮化鋁陶瓷粉體生產線，產品可廣泛應用于動力電池、新能源、LED、3D打印等領域。

廈門鉅瓷科技產品，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，公司將產業(yè)化項目落地廈門，從中試到小批量生產，再到2019年實現(xiàn)量產。

經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比肩國際標準的高品級氮化鋁粉末的企業(yè)，其生產的高品級氮化鋁粉末已經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)的短流生產工藝等原創(chuàng)技術，廈門鉅瓷不光實現(xiàn)了國產替代，相較于海外龍頭可實現(xiàn)不依賴高純原料，生產功耗也大幅度降低，單位時間產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在氮化鋁領域的研究成果，獲得國家重點研發(fā)計劃負責單位等榮譽；2023年，廈門鉅瓷入選第五批“國家級專精特新小巨人企業(yè)”，氮化鋁產量達400噸；近日，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會與中國有色金屬學會公布了2024年度有色金屬工業(yè)科學技術獎獲獎名單。秦明禮教授主持完成的“高品質氮化鋁粉體產業(yè)化與應用”項目獲有色金屬工業(yè)科學技術一等獎（發(fā)明）。

多面發(fā)展，擴展氮化鋁應用市場

廈門鉅瓷主要產品包括高純微細氮化鋁粉末、球形氮化鋁顆粒、復雜精密氮化鋁陶瓷制品三大系列，已經得到國內外客戶的認可與好評。除了核心產品高品級氮化鋁粉末的生產銷售，鉅瓷科技還將開拓另一條業(yè)務線——復雜形狀氮化鋁陶瓷制品。目前在這項技術上，鉅瓷科技在全球也處在領先地位，2017年更是憑借此項技術榮獲中國有色工業(yè)協(xié)會技術發(fā)明一等獎。雖然目前僅是小批量生產，但公司已經具備大批量生產的能力，將逐步推進該項目。

氮化鋁粉體是一種被國家工信部列為戰(zhàn)略基礎原材料的粉體材料，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制備技術的發(fā)展方向，針對不同應用領域應開發(fā)多種規(guī)格的粉體，以滿足導熱陶瓷基板、AlN單晶半導體、高純靶材、導熱填料等領域對AlN粉體原料的要求。同時，在生產中也需要對現(xiàn)有技術及裝備進行不斷優(yōu)化，進一步提高產品的批次穩(wěn)定性，增加產出效率，降低生產成本。

未來，隨著氮化鋁、氮化硅等新產品的研發(fā)，廈門鉅瓷將有經驗可依，將進一步向其他領域延伸拓展，實現(xiàn)低成本穩(wěn)定的量產。

來源：

廈門鉅瓷官網、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展

【尋找“中國好粉材”活動簡介】

為推動國產高端粉材發(fā)展，提升高端粉體材料進口替代，宣傳和推廣國產優(yōu)秀好粉材及研發(fā)單位，讓更多用戶了解和使用國產好粉材，尋找“中國好粉材“活動應運而生，活動由中國粉體網主辦、北京粉體技術協(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)（產品市占率全球前列、取得豐富的創(chuàng)新技術成果）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。

（中國粉體網編輯整理/空青）

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