高品质硅基陶瓷粉体大规模制备技术

中国科学院理化技术研究所   功能陶瓷实验室

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项目简介

近年来,李江涛研究团队在燃烧合成 高品质 Si3N4、 β-SiC陶瓷 材料方面取得重大突破 开展了 大规模 、 低成本工业化生产的多项重大装备和工艺创新,大大推动了我国燃烧合成技术的商用化进程,引起了国际学术同行及产业界的高度关注。重大突破:① 实现了 Si3N4粉体产品 α/β相含量从 0~96%任意比例可控技术 未来产品能够适应中下游各种可能的应用场合。 ② 实现了低氮气压力燃烧合成 α-Si3N4粉体 技术 所采用的氮气 压力 4MPa 突破了国际公认的压力下限,大大降低了大型合成设备的承压设计难度,极大降低了产业化规模生产的门槛。③ 实现了 Si原料循环利用,大规模降低了原料成本 。利用我国产能庞大的太阳能光伏制造企业每年产生的大量、廉价、高品质的废硅作为原料,大幅降低硅原料的成本。④ 实现了单次合成 Si3N4粉体产量全球第一 。通过自主设计的合成釜,单釜单次 4小时 内 合成 Si3N4粉体产量达到 100 Kg,是常规普通 高温氮化炉合成效率的40倍 。

应用领域

高品质Si3N4陶瓷粉体已形成的应用领域主要包括: 新一代大规模集成电路用高热导陶瓷基板、 高端 Si3N4陶瓷轴承、风电用 Si3N4陶瓷轴承、铸铝行业用Si3N4陶瓷件(管、阀、叶轮等)、光伏产业 Si3N4陶瓷结构件、高热导陶瓷基板、热电偶保护套、高温窑炉结构部件。国内市场总额超 30亿元,国外市场总量超100亿元。 本研究单元的整套制备技术预计 5年内通过成果转移转化撬动 5-10%的市场份额, 保守估计市场规模超 2亿元人民币 。
高品质超细 β-SiC陶瓷粉体已形成的应用领域主要包括: 第三代半导体 SiC用原料粉, 高品质 SiC陶瓷烧结用粉、立方 SiC陶瓷轴承,立方 SiC陶瓷研磨介质(粉、液体、膏)、大尺寸卫星反射镜用原料粉 。国内市场总额超 10亿元,国外市场总量超 50亿元。 本研究单元的整套制备技术预计5年内通过成果转移转化撬动 10%的市场份额, 保守估计市场规模超 1亿元人民币 。

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