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福州赛瑞特:做一流纯氮化硼陶瓷,实现进口替代
2021年08月05日 发布 分类:企业专访 点击量:516
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六方氮化硼(hBN)陶瓷是一种具有优良性能和广泛用途的材料,具有具有耐高温、导热性好、低的热膨胀系数和低的介电常数、较高的电阻率和介电性能、优良的加工性能、与大多数金属不反应、化学稳定性好等优异性能,可以作为高温环境下盛放物品的容器、井下防爆电机的绝缘散热片、高温热电偶的保护套管、雷达天线罩、以及熔炼多种有色金属和稀有金属的坩埚、器皿、输送泵等部件,是一种如今备受关注,具有广泛的市场应用前景的新材料。

小编了解到,六方氮化硼除了作为立方氮化硼的制备原料外,经常以粉体添加剂的形式应用在导热填料、化妆品或者润滑剂、脱模剂等领域,陶瓷制品的应用集中在利用其高导热、高化学稳定性、耐高温耐绝缘等性能的功能陶瓷领域,而其中市场容量较大的是氮化硼-硼化钛复合陶瓷蒸发舟,纯氮化硼陶瓷相对来说市场较小,但随着一些新兴领域的快速发展,也逐渐引起重视。

福州赛瑞特新材料技术开发有限公司就是一家专注于纯氮化硼陶瓷生产研发的企业,其规模和技术水平目前在国内这个领域处于领先地位,为了更深入地了解纯氮化硼陶瓷的制备要诀,小编马不停蹄赶赴福州,实地一窥这家企业的车间现场。

 

粉体圈编辑吉纯(左)、赛瑞特总经理陈昌波(中)、粉体圈总经理孙柯(右)

赛瑞特公司成立于2007年,依托于福州大学材料科学与工程学院结构陶瓷实验室的技术基础,有深厚的技术积累,对常规热压烧结炉自主设计改造,建成多条氮化硼热压烧结生产线,公司专注于纯氮化硼陶瓷产品的生产与研究,在氮化硼坩埚和粉末冶金用喷嘴领域逐渐占领国内大部分市场,替代进口产品并继续发展海外合作业务。

陈总介绍到,氮化硼坩埚作为制备氮化硅和氮化铝陶瓷基板的承烧板,随着电动汽车、半导体等领域的逐渐火热,如今需求量逐步增长。但这个领域对纯度的要求很高,以前基本被日本Denka的产品垄断,18年赛瑞特打破技术壁垒,可大幅降低生产成本,逐步替代进口产品,目前已占领大部分国内市场。

 

高纯氮化硼坩埚

赛瑞特生产的氮化硼坩埚纯度高,具有良好的耐高温性和稳定性,在惰性气氛中,可承受2100℃;在高真空气氛中,可承受1900℃;在氧化气氛中,可承受1000℃。目前已经有部分热压氮化硼陶瓷可用于替代热解(化学气相沉积CVD)氮化硼(PBN),实现它的重要前提是控制粉体原料中包括氧、硅、铝等杂质含量,其中又以氧含量为主。

除此之外,赛瑞特还有一种产品做到了国内第一,即粉末冶金(不锈钢粉、铁粉、锂粉、合金粉末、铁硅铝、铁硅镍)用喷嘴,用于金属粉体气雾化制备过程。在这个领域,还有一部分使用氮化硅喷嘴,但只能用于低温环境,高纯氮化硼喷嘴适用于高温环境,良好的热胀性可保证金属液体在高于1500℃的条件下不会瞬间炸裂,也不与金属反应。相对于其他的陶瓷喷嘴产品,赛瑞特的氮化硼喷嘴使用寿命大大提高,可承受500kg的高温粉体持续喷出超过30分钟不损坏。

赛瑞特还根据各种气雾剂技术和粉体材料开发了多种系列的配方产品,以满足不同用户的使用。

 

氮化硼喷嘴

目前工业上制备 h-BN 陶瓷的方法主要有以下几种:无压烧结、反应烧结、自蔓延高温合成和热压烧结

但是几种制备方法对比,无压烧结需要的烧结温度高且致密化不好;反应烧结中产生氧化硼,易潮解;自蔓延合成中常常由于内部原料接触不充分和反应放出气体,影响产物的转化率和致密度;而热压烧结由于是在高压环境下进行,合成温度较低且致密化效果好,并且在N2或Ar氛围下,没有明显熔点,最高使用温度达2 800 ℃,因此热压烧结技术成为制备h-BN陶瓷的常用方法

但小编通过实地参观得知,赛瑞特使用的热压烧结炉与行业内的常规设备不同,一般热压是使用一个压头单向加压,这种设备的弊端是如果料罐很高的话,压出来就会有密度上的梯度,使最终烧结出的陶瓷致密度不均匀,赛瑞特通过自主设计改良,采用双向加压,避免了烧压后的密度梯度,做出的产品质量更好。

也基于这种独有的设备特点,赛瑞特生产的氮化硼陶瓷产品可做到国内尺寸最大,适用于一些高端的特殊尺寸的坩埚需求,例如应用于半导体领域的氮化铝盘,需求的坩埚尺寸达到了400~500mm,国内当前仍是基本依赖进口。尺寸越大对生产工艺的要求越高,目前赛瑞特在该领域的生产技术已较为稳定成熟,是国内唯一可生产500mm大尺寸匣体和坩埚的供应商,预计也能逐渐完成进口替代。

小编通过参观与访谈过程认识到,赛瑞特是一家低调干实事的良心民营企业,注重技术的沉淀和突破提升,肯花费大量的精力时间去一步步改善产品质量,追赶国外的先进技术水平,力求将纯氮化硼陶瓷做到极致。

因为具备真空热压炉的研发设计能力,赛瑞特在保证较高生产力的同时也使产品开发能力得到大大提升,氧化锆、碳化硅、氮化铝、氮化硅等不同添加配方会使产品具备不同特性,赛瑞特也将充分发挥多年的生产实践优势,继续在丰富产品类型上深入钻研,满足客户不同的性能需求,提供相应的定制产品。

纯氮化硼陶瓷现在正处于一个快速增长爆发的关键期,让我们拭目以待!

 

 

粉体圈 小吉

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