我国精细陶瓷材料产业现状及重点研发材料 - 技术科普 - 新闻动态

我國精細陶瓷材料產業現狀及重點研發材料

日期：2021-04-22 瀏覽次數：次

精細陶瓷由于其自身的優良性能，被廣泛應用于國防、化工、冶金、電子、機械、航空、航天和生物醫學等領域，成為這些領域發展的重要關鍵材料，備受各工業發達國家的極大關注，其發展在很大程度上也影響著其他工業的發展和進步。本文將對國內外精細陶瓷概況做簡單介紹，并為大家列舉十三五期間我國部分重點研發精細陶瓷材料及制備技術。

一、產業現狀及面臨問題

1、產業現狀

全球范圍現狀：目前，全球范圍內精細陶瓷技術快速進步、應用領域拓寬及市場穩定增長的發展趨勢明顯。由于較高的技術壁壘，精細陶瓷行業長期被日本、美國及一些具有獨特技術的歐洲公司所壟斷。其中，日本是最大的精細陶瓷生產國，門類最齊全，產量最大，應用領域最廣，綜合性能最優，在陶瓷市場特別是電子陶瓷市場中占據主導地位。耐高溫結構陶瓷則是美國精細陶瓷發展的重點。此外，歐盟各國特別是德國、法國在結構陶瓷領域進行了重點研究，主要集中在發電裝備、新能源材料和發動機中的陶瓷器件等領域。

氮化鋁是鋁和氮的化合物，是一種熱導率高、具有電絕緣性的性能材料。該產品主要用于會因熱而導致工作狀態不穩定的半導體等電子零部件的散熱材料，廣泛應用于半導體制造裝置部件、產業機械的變頻器、電車及汽車的IGBT底座、環境及能源等領域。近年來，作為具有節能效果的LED的散熱基板材料，也備受矚目。相信懂得的人都知道德山氮化鋁的地位所在。

國內產業現狀：我國幾乎對所有工業用精細陶瓷材料都進行了研究和開發，經過“六五”、“七五”、“八五”攻關及“863”、“973”、“科技支撐”、“科技部重大專項”等國家級科研項目的研發，我國精細陶瓷材料的研究與開發能力有了顯著的提高。

我國陶瓷材料制備工藝發展概況：在粉體制備方面，我國陶瓷粉體的制備方法主要有固相反應法、液相反應法和氣相反應法3大類。隨著納米技術的發展，通過氣相反應法制成的粉體具有表面積大、球形度高、粒徑分布窄等特點，為高性能陶瓷制備提供了基礎保障。

在成形技術方面，我國精細陶瓷行業采用的主要成形技術有干法壓制成形中的冷等靜壓成形、塑性成形中的注射成形、漿料成形中的流延成形和凝膠注模成形等。

在燒結技術方面，我國精細陶瓷行業主要采用熱壓燒結(HP)和氣壓燒結(GPS)技術，國內在大尺寸氣壓燒結氮化硅陶瓷方面突破了國外技術封鎖，實現技術國產化。

在精密加工技術方面，電火花加工、超聲波加工、激光加工和化學加工等加工技術逐步應用于陶瓷加工中。

2、面臨問題

與國外精細陶瓷行業相比，我國生產的大部分精細陶瓷產品附加值較低，很多電子整機中技術含量較高的陶瓷元件仍需要大量進口；原料高純化、元器件高致密、大尺寸、復雜形狀、陶瓷靶材等問題亟需解決；國內部分材料的性能指標尚未達到國外同類材料的水平，裝備設備精度差，高端設備依賴進口；產學研用結合不緊密，實驗室成果缺乏重視，與實際應用脫節嚴重。

目前我國高純、超細、高性能陶瓷粉體制造技術和工藝與日美等國家有著較大距離，高端粉體材料依然以進口為主。另外，粉體的高效分散技術也存在較大差距。引進高端裝備在一定程度提升了我們的技術裝備水平，但對于企業而言投資大，經濟壓力大。隨著國產高端制備裝備的發展，對可滿足特定材料性能要求的陶瓷材料及部件需求量也越來越大，但受限于我國高端陶瓷材料的制造水平，很大程度上還是需要使用進口材料。

二、重點研發材料及制備技術

1、集成電路用陶瓷基板材料

主要產品：氮化鋁陶瓷基板材料制備技術，大尺寸高導熱陶瓷基板新材料，超大規模集成電路制造裝備用結構陶瓷材料。

主要任務：開展高絕緣大尺寸薄膜高純氧化鋁陶瓷基板整體制備技術及精密研磨拋光裝備，高導熱基板原料用氮化鋁、碳化硅和鋁基碳化鋁高純粉體加工技術和設備，復雜結構碳化硅原位成形技術、氣相沉積技術及設備，精密加工技術及裝備，陶瓷部件在線組裝技術，集成電路光刻機微動臺、運動平臺用高比剛度、高熱穩定性陶瓷制造技術，800mm級高精度中空工作部件等相關技術和裝備的研制。建成具有我國自主知識產權的集成電路用陶瓷基板產品連續生產線，實現產業化目標，解決集成電路用陶瓷基板高端材料依賴進口的。