2020年,致力于高端纳米金属粉体材料前瞻性研发并且相关生产项目的安徽纳洛米特新材料科技股份有限公司(纳洛米特)在铜陵市郊区横港科技园区成立。2021年起,设备陆续进厂,现一期项目已建成完全自主设计研发设计产能为120吨/年的专利化纳米铜、纳米镍生产线各一条。公司技术总监李小毛博士介绍,目前正在进行设备调试,不断优化产线。同时,开展产品送样检测和小批量销售工作。
产业背景
随着信息技术的快速发展,人们对支撑信息技术的硬件“大规模集成电路”需求不断增加,从而对组成大规模集成电路的MLCC电子元器件需求不断增加,推动MLCC上游纳米镍粉需求的不断增长。同时,经历疫情和卫生安全意识提升,也让人们对提高生活品质的纳米铜安全健康抗菌日用品和纳米银安全健康抗菌医疗产品的需求量也在逐年增加。但是……
高端镍粉是科技部发布35项卡脖子项目中第12项高端电容电阻的关键性材料,工信部将纳米镍粉归于“先进半导体材料”分类,目前世界上能够工业化量产MLCC等电子元器件用镍粉的企业较少,高端镍粉基本完全被日本企业所垄断。为适应MLCC的发展趋势,以及打破日本对高端镍粉的垄断,国产化电子专用高端镍粉的产业化生产具有紧迫性、必要性且对产业高质量发展具有促进作用和重大意义。
工艺特点
纳洛米特在纳米金属粉体领域深耕多年,形成了国际领先的研发实力及其生产技术。李小毛博士介绍,公司独有液相还原法生产工艺反应条件温和、耗能低、生产成本低;产品具有粒径分布均匀、高纯度、分散性好、抗氧化能力强、夹杂少、粘结/团聚少等优点;同时,生产过程节能环保,采用完全自主设计完全自动化的节能、环保、资源循环利用的生产线,生产过程可满足绿色环保的要求。
产品介绍
纳洛米特核心产品是纳米金属粉体材料,主要包括纳米镍粉、微米铜粉、片状铜粉、纳米氧化亚铜粉等,产品具有质量稳定、尺寸可调、粒径分布窄等特点。产品主要应用于片式多层陶瓷电容器(MLCC)和光伏、抗菌等领域,为电子元器件、新能源、化工、粉末冶金、生物制药等领域提供了广泛的应用前景。
一、纳米镍粉
纳米镍粉为镍的零价态物质,是灰黑色的粉体。
典型数据 | NL-Ni-200 | NL-Ni-300 |
金属元素里镍含量 % | >99.9% | >99.9% |
氧元素含量 % | <0.3% | <0.2% |
碳元素含量 % | <0.8% | <0.8% |
振实密度 克/厘米3 | >1.8 | >2.5 |
比表面积 平方米/克 | <8.0 | <3.0 |
扫描电镜平均粒径 纳米 | <200 | <300 |
粒 径 分 布 (激光粒度仪 ) | ||
D10 纳米 | <100 | <200 |
D50 纳米 | <250 | <350 |
D99 纳米 | <350 | <500 |
D100 纳米 | <700 | <1000 |
纳米镍粉的典型参数和扫描电镜图片
如上,纳洛米特的200纳米镍粉产品纯度高、粒径分布范围窄、分散性好、球型度好、结晶度高、抗氧化性能好,可配成镍浆用于叠层350层以上高容量MLCC内电极,替代日本进口的高端镍浆。其他应用还包括:
隐身材料——利用纳米镍粉的吸收电磁波特性,在军事上用作雷达隐身材料、电磁波屏蔽材料等,用于隐身飞机等军事装备;
活化烧结添加剂——由于纳米镍粉比表面积和表面原子所占体积比例都很大,所以具有高的能量状态,在较低温度下便有强的烧结能力,是一种有效的烧结添加剂,可大幅度降低粉末冶金产品和高温陶瓷产品的烧结温度,如用于金刚石和陶瓷刀具的粘合剂。
二、铜粉
纳洛米特的微米铜粉和片状铜粉产品纯度高、粒径分布范围窄、为软团聚体,容易分散在各种材料里,微米铜粉也具有很好的抑菌防霉特性。
典型数据 | NL-Cu-1000 | NL-Cu-3000 | NL-F-Cu-5000 |
金属元素里铜含量% | >99.91% | >99.91% | >99.91% |
氧元素含量 % | <0.6% | <0.6% | <0.6% |
炭元素含量 % | <0.3% | <0.3% | <0.3% |
振实密度(克/立方厘米) | >2.5 | >3.5 | >4.0 |
比表面积(平方米/克) | <0.8 | <0.6 | <2.0 |
扫描电镜平均粒径(微米) | <1 | <3 | <5 |
粒 径 分 布(激光粒度仪 ) | |||
D10 | <0.3 | <1.5 | <3 |
D50 | <1.3 | <4 | <6 |
D99 | <3 | <8 | <16 |
铜粉典型参数
微米铜粉扫描电镜图
微米铜粉的应用领域:
1、导电浆料
导电浆料广泛应用于微电子工业中的布线、封装、连接等,对微电子器件的小型化起着重要作用。微米铜粉配成铜浆在氮气保护下烧结成铜电极替代传统的银浆烧结的银电极,用于MLCC端电极、压敏电阻电极、圆片电容电极以及厚膜电路电极等,大幅度降低生产成本。
2、银包铜粉
用作银包铜的原料铜粉的粒径分布一定要窄,同时铜粉的表面抗氧化包覆效果要好,才能保证包覆出来的银包铜粉导电效果,广泛应用于HJT(异质结)光伏太阳能电池替代传统的银浆高温烧结的银电极以及集成电路的高导电导热封装材料的高导电导热填料。
3、在塑料母粒里的抑菌防霉应用
微米铜粉容易分散在尼龙(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)等塑料里,做成抗菌防霉塑料,用于医院里的塑料制品和抗菌聚丙烯供水管道。
4、在化学纤维里的抑菌防霉应用
微米铜粉容易分散,化学纤维纺丝过程中不堵塞喷丝头,广泛应用于涤纶(PET)、锦纶(PA)、腈纶(人造羊毛)、丙纶(PP)等各种化学纤维的抗菌防霉剂。
片状铜粉扫描电镜图
片状铜粉的应用领域:
1、导电浆料
导电浆料广泛应用于微电子工业中的布线、封装、连接等,对微电子器件的小型化起着重要作用。片状铜粉和微米铜粉一起配成铜浆在氮气保护下烧结成铜电极用于MLCC端电极(多层片式陶瓷电容器)替代传统的银浆烧结的银电极,大幅度降低生产成本。
2、银包铜粉
用作片状银包铜的原料片状铜粉的粒径分布一定要窄,同时片状铜粉的表面抗氧化包覆效果要好,才能保证包覆出来的片状银包铜粉导电效果,广泛应用于高导电胶水和高导电油墨里替代传统的片状纯银导电填料,大幅度降低成本。
三、纳米氧化亚铜粉
纳米氧化亚铜粉为铜的一价氧化物,常温下为粉末状固体,纳洛米特的产品颜色因为纳米粒径尺寸呈现黄色或者砖红色从而与200目氧化亚铜粉的玫瑰红区别很大。
典型数据 | NL-O-Cu-150 | NL-O-Cu-400 |
氧化亚铜含量 | >99% | >99% |
非铜金属元素总合 | <0.2% | <0.2% |
水份 | <0.2% | <0.2% |
比表面积(平方米/克) | >20 | >8 |
扫描电镜平均粒径(纳米) | 150 | 400 |
粒径分布(激光粒度仪) | ||
D10 纳米 | <200 | <300 |
D50 纳米 | <350 | <500 |
D90 纳米 | <600 | <800 |
纳米氧化亚铜的典型参数和扫描电镜图片
纳米氧化亚铜粉的应用领域:
1、在化学纤维里的抑菌抗病毒应用
纳米氧化亚铜粉因为粒径小,容易分散,化学纤维纺丝过程中不堵塞喷丝头,广泛应用于涤纶(PET)、锦纶(PA)、腈纶(人造羊毛)、丙纶(PP)等各种化学纤维的抑菌抗病毒以及防人体冠状病毒熔喷布口罩。
2、在涂料里的抑菌抗病毒应用
纳米氧化亚铜粉容易分散在水性涂料、油性涂料以及粉末涂料里,且有非常好的抑菌抗病毒作用。
3、在塑料橡胶母粒里的抑菌抗病毒应用
纳米氧化亚铜粉容易分散在尼龙(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、乙丙橡胶(EPDM)等塑料橡胶里,做成抑菌抗病毒塑胶母粒,用于医院里的塑料橡胶制品和抗菌聚丙烯供水管道。
4、在农药里的应用
纳米氧化亚铜粉杀菌效率高、残留低,毒性低,被欧美、日本广泛用在有机蔬菜、有机水果和农作物以及水产养殖的农药上。
5、在陶瓷里的抗菌应用
纳米氧化亚铜粉在陶瓷里经过1200摄氏度烧结后仍然有很高的抑菌率,广泛应用在瓷碗、瓷盘、瓷勺子、瓷砖、浴缸、马桶等日用陶瓷产品上。
6、在防污漆里的防污应用
用作船底防污漆的高效防污剂(杀死藤壶、牡蛎等海洋低级生物,防止附着在船底),降低轮船航行时的阻力,节省能源、降低轮船的维护频率,大幅度提高经济效益。
小结
李小毛博士介绍,公司科研成果已获得4项发明专利,尚有二十余项发明专利待申请;对原料和辅料纯度标准要求尽量达到分析纯级标准,例如选用知名的金川集团股份有限公司镍板原材料,以保证产品质量稳定;独特生产工艺能大批量工业化生产质量在国际领先水平的纳米镍粉和铜粉,可广泛用于MLCC(片式多层陶瓷电容器)电子元器件、光伏银浆、抗菌、新能源、防污、防腐、化工、粉末冶金、生物制药等领域。另外,公司二期项目预计将建设钢构厂房4座,占地面积16400平方米,具体产线设计建设将根据实际生产经营情况和市场反馈需求科学规划决策。
综上,纳洛米特有信心在未来取得更大成就,实现高端金属粉体国产替代,也深刻改变业已固化的产业格局。
粉体圈 郜白
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