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【编者按】粉体材料工业属于支撑国民经济发展的基础性产业和赢得国际竞争优势的关键领域，近些年，国内粉体材料工业转型升级成效显著，综合实力稳步增长，国际竞争力持续增强，一些企业长期专注于粉体材料领域、生产技术工艺国际领先、从而成为全球细分市场领导者的典范，有效改善了国内高端粉材的紧缺局面，提升了核心工艺技术与装备的自主可控水平以及关键战略资源的保障能力。www.188betkr.com 通过寻找“中国好粉材”这一活动，以期促进相关企业更好发挥示范作用，引领中国粉体工业的发展，并让“好粉材”发出它们更大的光彩。
氮化铝(AlN)具有高热导、高电阻、低介电损耗、低膨胀以及良好的力学性能等特性，应用于新能源装备IGBT功率模块、半导体装备静电卡盘和加热器、高精度导航陀螺仪、电动赛车高性能电机等，支撑了新能源汽车、高铁动车、5G通信、国防等战略性产业的发展，取得了显著的社会和经济效益。
AlN的理论热导率高达320W·m?1·K?1，约为金属铜（Cu）的80%，是氧化铝（Al2O3）的近十倍，并且具有良好的绝缘性、高化学稳定性、无毒、无磁、以及与硅相匹配的热膨胀系数，是半导体基板和电子封装的理想材料，特别是在航空航天、轨道交通、新能源装备、高功率LED、5G通讯、电力传输和工业控制等领域功率器件中具有不可取代的作用。另外，AlN熔点高，耐金属腐蚀性强，可用作熔融铀坩埚或耐火材料；高纯度的AlN陶瓷呈透明状，可应用于光学窗口器件；AlN颗粒还可作为导热填料，填充于硅油、树脂、橡胶等有机物中，来制备强化热源与散热器之间热传导的导热界面材料。
氮化铝市场的增长主要是由氮化铝的导热特性推动的。近年来，随着半导体、AI、5G通讯、航空航天、新能源等领域高端装备的发展，高功率和高热流密度器件的散热问题已经成为制约器件使用寿命和可靠性的关键，AlN作为一种特殊且重要的散热材料，得到越来越广泛的应用。
高品级AlN粉体是AlN行业的基石
高品级粉体是制备高性能AlN陶瓷的基础，其特征为低氧含量、比表面积大且粒度分布窄、烧结活性高且耐潮解的高纯粉体。AlN粉末的制备方法有很多，目前为止工业化生产主要采用直接氮化法、碳热还原氮化法和高温自蔓延法，等离子体法和化学气相沉积法仍局限于试验规模，尚无大规模生产应用。
在过去的一段时间，氮化铝粉末主要依赖进口，掌握高品级AlN粉体生产技术的厂家不多。日本德山曹达、日本东洋铝和美国Surmet等公司具备生产高品级AlN粉末的能力，尤其是日本德山公司采用碳热还原氮化法生产AlN粉体，粉体质量好，出货量最大，占据着全球70%以上高端AlN粉末市场。而国产粉体因量产工艺不稳定，难以突破纯度与粒径分布的技术门槛；在加工环节，氮化铝的硬脆特性（莫氏硬度8-9）又成为新的拦路虎。可见，氮化铝的困境不仅限于技术，更延伸至产业链的每个环节。
近几年高校研究机构与产业界合作，也取得了较大的进展。其中，厦门钜瓷与北京科技大学合作，采用前驱体碳热还原氮化法制备AlN，建成了年产能300t AlN粉体的生产线，粉体质量好，已开始在行业中大量使用。
厦门钜瓷
从“被卡脖子”到与国际巨头同台竞争
厦门钜瓷成立于2016年，是一家致力于高品级氮化铝粉体及陶瓷品研发、生产和销售的创新型高科技企业，拥有全球领先的氮化铝陶瓷粉体生产线，产品可广泛应用于动力电池、新能源、LED、3D打印等领域。
厦门钜瓷科技产品，来源：厦门日报
从被“卡脖子”到与国际巨头同台竞争，厦门钜瓷团队前后用了近20多年：早在2000年，厦门钜瓷联合创始人、北京科技大学秦明礼教授就投身氮化铝粉末的合成研究，解锁从“0到1”的原始创新；2016年，公司将产业化项目落地厦门，从中试到小批量生产，再到2019年实现量产。
经过二十多年的潜心研究和探索，厦门钜瓷目前已成为一家能够生产比肩国际标准的高品级氮化铝粉末的企业，其生产的高品级氮化铝粉末已经完全可以和日本德山公司相媲美，在某些方面甚至更优。凭借着湿法混料、自主研发的短流生产工艺等原创技术，厦门钜瓷不光实现了国产替代，相较于海外龙头可实现不依赖高纯原料，生产功耗也大幅度降低，单位时间产能是德山公司的两倍，同时每公斤能耗降低60%、成本降低50%。
厦门钜瓷依托北京科技大学在氮化铝领域的研究成果，获得国家重点研发计划负责单位等荣誉；2023年，厦门钜瓷入选第五批“国家级专精特新小巨人企业”，氮化铝产量达400吨；近日，中国有色金属工业协会与中国有色金属学会公布了2024年度有色金属工业科学技术奖获奖名单。秦明礼教授主持完成的“高品质氮化铝粉体产业化与应用”项目获有色金属工业科学技术一等奖（发明）。
多面发展，扩展氮化铝应用市场
厦门钜瓷主要产品包括高纯微细氮化铝粉末、球形氮化铝颗粒、复杂精密氮化铝陶瓷制品三大系列，已经得到国内外客户的认可与好评。除了核心产品高品级氮化铝粉末的生产销售，钜瓷科技还将开拓另一条业务线——复杂形状氮化铝陶瓷制品。目前在这项技术上，钜瓷科技在全球也处在领先地位，2017年更是凭借此项技术荣获中国有色工业协会技术发明一等奖。虽然目前仅是小批量生产，但公司已经具备大批量生产的能力，将逐步推进该项目。
氮化铝粉体是一种被国家工信部列为战略基础原材料的粉体材料，在航空航天、轨道交通、新能源汽车等功率器件中具有不可替代的作用。获得更高纯度、粒度可控、形貌均匀分散的高性能粉体是AlN制备技术的发展方向，针对不同应用领域应开发多种规格的粉体，以满足导热陶瓷基板、AlN单晶半导体、高纯靶材、导热填料等领域对AlN粉体原料的要求。同时，在生产中也需要对现有技术及装备进行不断优化，进一步提高产品的批次稳定性，增加产出效率，降低生产成本。
未来，随着氮化铝、氮化硅等新产品的研发，厦门钜瓷将有经验可依，将进一步向其他领域延伸拓展，实现低成本稳定的量产。
来源：
厦门钜瓷官网、再石资本、厦门日报
秦运璞等：高品级氮化铝粉体及其碳热还原氮化工艺研究进展
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