万里行 | 走进晶亿新材:构建高端氮化硼材料体系的“源头力量”

发布时间 | 2025-06-04 10:45 分类 | 企业专访 点击量 | 62
石墨 涂料 碳化硅 氮化硼 氧化铝
导读:目前,晶亿氮化硼粉体年产量已连续多年稳定在600吨以上,其中约200吨用于自制器件,400吨以上供应市场,产能与出货量均处于国内前列。为进一步增强成本控制能力与产能优势,公司正加快推进生产...

六方氮化硼(h-BN)因其优异的热稳定性、电绝缘性、润滑性和化学惰性,被誉为“白色石墨”,广泛应用于脱模剂、导热材料、高温结构陶瓷、电子器件等多个前沿领域。随着半导体封装、新能源等高端制造场景的快速发展,市场对氮化硼材料的纯度、形貌等性质提出了更高要求,也推动国产高性能氮化硼材料加速突破。

在这一背景下,“中国粉体工业万里行”走进山东晶亿新材料科技有限公司,进行了实地采访与深入交流。晶亿是国内较早专注氮化硼研发制造的企业,亦是目前国内唯一以氮化硼粉体为中心,系统开发热压陶瓷、涂料、氮化硼纤维及产品链衍生产品的专业公司,凭借高温高纯工艺与持续技术创新,正逐步构建起面向高端应用的完整产品体系与竞争优势。


万里行团队与晶亿侯广生总经理合影

接下来,就让我们一起走近这家专注氮化硼十余年的企业,了解它如何从源头突破“卡脖子”,构建中国自己的高端BN材料体系。

从粉体起步:高温合成打开高纯之路

六方氮化硼的应用很多,其中多数对氮化硼粉体的性能都有着高要求。山东晶亿新材正是在这一背景下,开启了对高品质BN粉体的探索。企业最初业务聚焦于氮化硼涂层,尤其是金属铸造与粉末冶金领域常用的脱模剂。早年间,晶亿从国外进口氮化硼粉体进行制备,但因采购周期长、成本高,逐渐意识到“卡脖子”的根源在于上游粉体本身。


氮化硼粉体SEM图

于是,晶亿决定自建原料体系,从源头入手攻克材料难题。彼时,国内传统氮化硼粉体制备工艺不仅杂质多、污染重,而且难以形成良好晶型。晶亿在调研国外资料的基础上,逐步确立了高温合成路线,将反应温度从1000℃提升至2000℃以上。在如此高温下,粉体中的杂质能够有效挥发,从而显著提升了产品纯度与结晶质量。

2009年,晶亿正式启动国内首条高温合成氮化硼的生产线,这一决定也成为公司长期深耕BN材料的技术起点。随后,公司围绕氮化硼不断开展产品延伸与衍生工艺探索。2015年,晶亿进一步拓展至热压成型领域,开发了热压氮化硼(hBN)结构件,逐渐形成涵盖粉体、涂料、陶瓷结构件、复合材料在内的产品体系。

专注氮化硼:持续创新,拓展应用边界

聚焦氮化硼材料领域十余年,目前晶亿总加工能力达800吨规模,氮化硼陶瓷加工能力达500吨,跻身全国前列。公司产品性能达到国际先进水平,广泛服务于精密铸造、导热封装、非晶带材、半导体、光学玻璃、航空航天、功能陶瓷等多个领域。

1.氮化硼粉体系列

晶亿氮化硼经过2000℃的高温反应烧结,化学、物理特性稳定,导热性能优良(单晶导热系数约250-300W/mk),目前晶亿已开发出多种规格的氮化硼粉体产品,涵盖大单晶、颗粒型、晶须型等不同形态,满足高纯、高热导、电绝缘等不同应用需求。

大单晶粉体(TW20-W、TW30-W、TW50-W):颗粒尺寸20–50μm,白度>97%,氧含量<0.1%,适用于高热导填料、复合陶瓷增强等场景。

氮化硼晶须:作为结构陶瓷增强材料,具备优异的力学性能与热稳定性。

颗粒型BN粉体:可用于导热塑料、电工绝缘复合材料等领域。


高纯氮化硼(TW30-W,TW50-W)


球型氮化硼粉体


氮化硼晶须

2. 氮化硼涂料系列

针对不同金属铸造及高温设备使用需求,晶亿开发出7种型号的氮化硼水性或有机系涂料。其高温稳定性、不粘性与抗氧化性显著优于传统石墨涂料,广泛用于:

铝、钛、铜及其合金的铸造脱模

光学玻璃热弯成型脱模

金属锻造与铝加工设备的润滑与隔热保护

高温炉壁、导热系统的防护涂层


3. 氮化硼陶瓷系列

①热压氮化硼陶瓷

晶亿采用高纯BN粉为基础,通过冷等静压成型与双向热压烧结等先进工艺制备氮化硼陶瓷,具备高密度、长寿命、耐腐蚀、无粘结剂等优势,典型应用包括:

高纯金属熔炼用坩埚

高温炉电极绝缘管、喷嘴、支撑件

氮化物荧光粉、碳化硅氧化铝等陶瓷粉体的承烧板

多晶硅铸锭炉专用电绝缘部件

除此之外,晶亿通过将BN与ZrO₂、SiC或Si₃N₄复合,也推出了氮化硼复合陶瓷系列产品,兼具优异的机械强度、电绝缘性与热稳定性,适用于多种高温绝缘、结构支撑和功能性器件等应用场景,可根据具体性能需求灵活选择材料类型。


②热解氮化硼(PBN)

热解氮化础属于特种陶瓷材料。热解氮化硼的沉积过程宛如“落雪”,氮化硼的六角形小雪片,一片一片的平行的落在基体材料 上,达到一定厚度后,最终冷却脱模而成。其纯度高达99.99%,气密性好、电绝缘性能优异,适用于极端环境下的半导体、真空电子等高精密应用。典型产品包括:

MBE、MOCVD、退火炉等高温设备中的坩埚、加热器、绝缘件

III–V族半导体(如GaAs、InP)合成用器皿

石墨部件绝缘涂层、高温喷嘴等复杂形状定制件


4.导电陶瓷-蒸发舟

面向新能源薄膜电池镀膜与包装材料真空镀膜需求,晶亿开发了氮化硼蒸发舟产品。其具备导电性高、热稳定性强、使用寿命长等特点,广泛用于:

真空镀铝、烫金膜、防伪标识镀层

金属化电容器、电池隔膜镀膜

纸张、纺织品表面功能性蒸镀加工


5.二硼化钛(TiB2

晶亿自研的高结晶度二硼化钛粉体具有六方晶系、熔点高(2980℃)、硬度高、耐腐蚀等特性。产品经2000℃高温合成,晶粒可达毫米级,广泛用于:

金属熔炼用坩埚、蒸发舟

陶瓷刀具、电解铝电极板、复合陶瓷部件

模具、耐磨元件及高温热场部件

值得一提的是,晶亿拥有完善的检测仪器,涵盖公司所有的产品和原材料,质量控制方法从原材料进料检验-生产过程控制-成品控制,确保产品出货合格率100%。


总结

目前,晶亿氮化硼粉体年产量已连续多年稳定在600吨以上,其中约200吨用于自制器件,400吨以上供应市场,产能与出货量均处于国内前列。为进一步增强成本控制能力与产能优势,公司正加快推进生产线改造升级,整体规划年产规模将突破千吨,迈向更高能效与自动化水平。

面向未来,山东晶亿新材将继续以高纯、高温工艺为技术核心,聚焦氮化硼及其相关高性能陶瓷材料的持续创新与应用拓展,为推动中国粉体材料产业高质量发展贡献力量。

 

中国粉体工业万里行

作者:粉体工业万里行

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