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燃燒合成氮化硅基陶瓷的產業化技術
在高技術陶瓷領域，先進陶瓷占有極其重要的地位，在諸多的先進陶瓷中，氮化硅基先進陶瓷以其高強度、高韌性、高的抗熱震性、高的化學穩定性在先進陶瓷中占有獨特的地位，是公認的未來陶瓷發動機中最重要的侯選材料。并且在國際上氮化硅陶瓷刀具和氮化硅基陶瓷軸承已經形成相當規模的產業。任何一個跨國刀具公司都有氮化硅基陶瓷刀具的系列產品，足見其在機加工行業中具有不可替代的地位。 但是，影響氮化硅陶瓷推廣的一個主要因素，是氮化硅粉末價格昂貴，這是由于傳統的制取氮化硅粉末的方法耗能高，生產周期長，生產成本高。本項目采用具有自主知識產權的創新的燃燒合成技術，制取氮化硅陶瓷粉末和氮化硅復合粉末，具有耗能低，生產周期短，雜質含量低，生產成本低等特點，具有廣泛的應用前景。 燃燒合成（Combustion Synthesis，CS）又名自蔓延高溫合成（Self- Propagating High-Temperature Synthesis，SHS），是利用化學反應自身放熱合成材料的新技術，基本上（或部分）不需要外部熱源，通過設計和控制燃燒波自維持反應的諸多因素獲得所需成分和結構的產物。 自1990年以來，本項目負責人等針對燃燒合成氮化硅陶瓷產業化的一系列關鍵問題，在氣-固體系氮化硅基陶瓷的燃燒合成熱力學、動力學和形成機制等方面進行了深入研究后得到的創新成果。 采用本項目的技術，可以生產符合制作先進陶瓷要求的從全α-Si3N4相到高β- Si3N4相，及不同配比的氮化硅粉末，還可根據用戶要求，用此技術生產α-Sialon，β-Sialon和其它各種氮化硅基的復合粉末。粉末的質量優良而穩定。 應用于航天、航空及機械行業等，用于制作氮化硅陶瓷刀具、氮化硅基陶瓷軸承、耐磨耐腐陶瓷涂料等。
北京科技大學
2021-04-11
燃燒合成氮化鋁基先進陶瓷的產業化技術
氮化鋁（AlN）陶瓷具備優異的綜合性能，是近年來受到廣泛關注的新一代先進陶瓷，在多方面都有廣泛的應用前景。例如高溫結構材料、金屬溶液槽和電解槽襯里，熔融鹽容器、磁光材料、聚合物添加劑、金屬基復合材料增強體、裝甲材料等。尤其因其導熱性能良好，并且具備低的電導率和介電損耗，使之成為高密度集成電路基板和封裝的理想候選材料，同時氮化鋁—聚合物復合材料也可用作電子器材的封裝材料、粘結劑、散熱片等。氮化鋁在微電子領域應用的市場潛力極其巨大。氮化鋁還是導電燒舟的主要成分之一，導電燒舟大量地用于噴涂電視機的顯象管等器件、超級市場許多商品包裝用的涂鋁薄膜，有著廣泛的市場。但是，影響氮化鋁基陶瓷的推廣的主要因素之一，是采用傳統方法合成氮化鋁粉末，耗能高，生產周期長，生產成本高。本項目采用具有自主知識產權的創新技術，采用燃燒合成技術制取優質的氮化鋁陶瓷粉末，具有耗能低，生產周期短，雜質含量低，生產成本低等特點，具有廣泛的推廣價值。 燃燒合成（Combustion Synthesis，CS）又名自蔓延高溫合成（Self- Propagating High-Temperature Synthesis，SHS），是利用化學反應自身放熱合成材料的新技術，基本上（或部分）不需要外部熱源，通過設計和控制燃燒波自維持反應的諸多因素獲得所需成分和結構的產物。 自1994年以來，本項目負責人等針對燃燒合成氮化鋁陶瓷產業化的一系列關鍵問題，在氣-固體系氮化鋁基陶瓷的燃燒合成熱力學、動力學和形成機制等方面進行了深入研究后得到的創新成果。 本項目來源于國家教委高校博士點專項科研基金項目（1994.3-1997.3）。 本項目以應用基礎研究成果“燃燒合成氮化鋁基陶瓷的應用基礎研究”已于1999年通過專家函審。 采用本項目的技術，可以生產符合制作先進陶瓷要求的氮化鋁粉末，還可根據用戶要求，用此技術生產氮化鋁基陶瓷粉末。粉末的質量優良而穩定。 氮化鋁廣泛應用于高溫結構材料、金屬溶液槽和電解槽襯里、熔融鹽容器、磁光材料、聚合物添加劑、金屬基復合材料增強體、裝甲材料、高密度集成電路基板、電子器材的封裝材料、粘結劑、散熱片、導電燒舟等。
北京科技大學
2021-04-11
氮化鎵陶瓷薄膜電路的激光直寫
LPKF ProtoLaser R4可針對敏感基材實現高精度加工
樂普科（天津）光電有限公司
2022-06-22
高性能氮化鎵基電子材料
已有樣品/n中科院半導體所是國內最早開展 GaN 基電子材料研發的單位，并一直在該領域起著引領、 示范和帶動作用。經過盡二十年的自主創新，攻克了 2 英寸和3英寸藍寶石、碳化硅和硅襯底上GaN 基電子材料外延生長的關鍵科學技術問題，在高阻 GaN 外延材料、高遷移率 GaN 外延材料、高遷移率 AlGaN/GaN 異質結結構材料等方面形成了系統的自主知識產權，設計并研制出了多種具有特色的 AlGaN/GaN 異質結構電子材料，并實現了批量供片。市場預期：該技術是采用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）
中國科學院大學
2021-01-12
自蔓延反應燒結氮化硅/氮化硼復相可加工陶瓷
北京科技大學特種陶瓷研究室開發出一種自蔓延反應燒結氮化硅/氮化硼復相可加工陶瓷材料，其應用前景極其廣闊。 Si和N2合成Si3N4反應的絕熱燃燒溫度高，體積有所增加，生成棒狀的b-Si3N4相相互交叉，提高了自蔓延反應燒結氮化硅多孔陶瓷的強度，但氮化硅加工性能差。h-BN陶瓷可加工性能好，但燒結性能差。本項目利用h-BN相在氮化硅陶瓷中形成弱界面，當加工時，弱界面上會形成微裂紋，并沿弱界面發生偏轉，耗散裂紋擴展的能量使裂紋擴展終止；當載荷繼續上升時，在下層的弱結合界面處將產生新的臨界裂紋再擴展；如此反復，使裂紋成為跳躍式階梯狀擴展，斷裂漸次發生而非瞬間脆斷，使氮化硅/氮化硼多孔陶瓷材料具有了好的可加工性能。 本項目原料中采用了一定比例的Si粉，比完全以Si3N4粉為原料的普通燒結工藝節約了原料成本。產品的基本工藝為自蔓延高溫合成（燃燒合成）工藝，在氣體高壓反應器中進行，燒結所需要的能量完全由原料自身放熱提供，與其他制備方法（常壓燒結、熱壓燒結、反應燒結）相比較，不需要高溫燒結爐長時間燒結，大大節省了能源。本項目工藝簡單，燒結速度快，效率高。可制作復雜形狀一維，二維的大尺寸陶瓷材料。抗彎強度已做到188MPa，材料可加工性能優良。 已獲中國發明專利《ZL 200610089013.6自蔓延反應燒結Si3N4/BN復相可加工陶瓷的方法》。
北京科技大學
2021-04-11
碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料
碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料耐腐蝕、耐高溫、耐磨損、韌性高，能夠廣泛用于能源、交通、化工等領域的關鍵部件，比如摩擦制動材料、耐化學腐蝕葉片等。
東南大學
2025-02-08
陶瓷顆粒/樹脂基復合材料
在化工等行業存在既有強的酸堿腐蝕又有磨料磨損的工況，這些工況下常用的金屬材料很難同時具有抵抗腐蝕和磨損的能力，本成果將耐腐蝕性很好的樹脂與耐磨性很好的陶瓷顆粒復合，彌補了這一不足，這是本成果的特點之一。本成果的另一特點是用于局部磨損的大型工件的修復（如水輪機葉片），該工藝操作簡單，實施容易，可在現場進行。因此具有很好的應用前景。本成果技術創新在于陶瓷顆粒的
西安交通大學
2021-01-12
氮化硅基光子集成技術及關鍵器件
項目采用了中山大學自主研發的低損耗低應力超低溫氮化硅材料平臺，研制了一系列光子集成的關鍵 器件
中山大學
2021-04-10
覆銅陶瓷銅基剎車制動材料
銅優良的塑性、韌性及導熱性使得銅基陶瓷顆粒復合材料具有優良的綜合機械性能及良好的導熱性，使其能承受高速制動過程中所產生的壓力及磨擦表面瞬時高溫所產生的循環熱沖擊。高硬度的陶瓷顆粒在復合材料中充當磨擦元素，使得銅金屬基陶瓷顆粒復合材料具有高而穩定的摩擦系數。但同時也存在自身磨損較大的特點。本技術的特點在于對復合材料中的陶瓷顆粒表面包覆銅膜，徹底改變銅基體與陶瓷之間的接觸狀態，使銅基體與陶瓷顆粒之間由相互之間的機械接觸轉變成界面濕潤狀態，從而提高基體對陶瓷顆粒的支撐強度，使陶瓷顆粒能更充分的發揮其耐磨能力，在整體上表現為耐磨性提高，使用壽命延長。 應用前景： 隨著國內電力機車的不斷提速及未來高速列車、擺式列車的應用，列車的制動能力對列車的運行安全顯得越來越重要。制動磨擦材料的工況特點是，摩擦速度高，在短時間內吸收巨大的能量，摩擦面溫度急劇升高。目前普遍使用的金屬磨擦材料，其特點是磨擦系數較低且不穩定，隨磨擦面溫度的提高及滑動速度的增加使磨擦系數顯著降低。石棉等非金屬磨擦材料雖然具有高而穩定的摩擦系數，但磨擦表面的高溫會使其中耐熱性較低的橡膠、甲醛和酚醛樹脂等粘結劑碳化，使其喪失磨擦性能而損壞。碳—碳復合材料則由于成本較高，目前主要用于飛機的剎車裝置中。因此，金屬基陶瓷復合材料就成為高速列車首選的制動材料。它亦是汽車、摩托車及其它載運工具的剎車制動部件的換代材料。
北京交通大學
2021-04-13
納米晶氮碳化鈦陶瓷超細粉的高溫碳氮化制備法
一種納米晶氮碳化鈦陶瓷超細粉的高溫碳氮化反應制備法,以納米氧化鈦和納米碳黑為原料,工藝步驟依次為配料、混料、干燥、裝料、高溫碳氮化、球磨、過篩。此法工藝簡單,成本較低,較一般碳熱還原法節約能源,容易實現規模化工業生產。通過控制反應溫度、保溫時間、氮氣壓力(或流量)、碳鈦配比等工藝因素可以合成各種氮含量的氮碳化鈦納米晶超細粉。用此法制備的氮碳化鈦粉末為球形,分散性較好,平均粒度為100～200NM,平均晶粒度為20～50NM,純度達99%以上。
四川大學
2021-04-11