国内首例新疆晶硕新材料研发生产出氮化硅陶永恒

国内首例！新疆晶硕新材料研发生产出氮化硅陶瓷分级轮

5月10日，了解到，新疆晶硕新材料有限公司研发生产出氮化硅陶瓷分级轮，这在国内应该是首例，全球也不多见。

在超细粉体的加工领域，气流分级是获取窄分布、超细颗粒的重要的手段。而分级轮的设计和制造是分级机的核心工艺，德国阿尔派的气流分级机在全球享有美誉，是一些对粒度分布要求苛刻的粉体制造企业的指定设备。分级轮通常有金属和陶瓷两种，对于一些对磁性污染敏感的材料必须采用陶瓷分级轮，而目前市场中，多选用氧化锆陶瓷分级轮，在国内也以宜兴地区提供的较多。

晶硕生产的氮化硅陶瓷分级轮

据了解，氮化硅粉体是制备氮化硅陶瓷的关键原料，其性能是影响氮化硅坯体成型、烧结的关键因素，对最终氮化硅陶瓷产品的致密度、力学性能等都具有重要影响。

1、氮化硅陶瓷对粉体的要求

（1）粒子的分散性高，均质性好

对于大多数工艺而言，均需要亚微米尺寸的粉体，即表面积为cm2/g，这样可制得高密度微粒结构材料。

中国电信和中国联通的表现则显得相形见绌。对此 （2）α-相含量

因为氮化硅陶瓷的烧结和结构形成过程与伴随的α-Si3N4→β-Si3N4相变有关，且这种变化是依据通过液相再结晶的机理发生的。虽然该项要求是公认的，但成功使用的氮化硅粉体还有非晶形成的，或含一些结晶相的。

（3）氧量可控

氧作为基本杂质以被吸附形式参与氮化硅粉体，还以覆盖Si3N4粒子表面的SiO2和Si2N2O形式参与。氧的含量决定烧结时的液相量，并影响材料的相组成、结构和性能。

（4）金属杂质和碳量极少

氮化硅粉体中存有铁、钙、镁会降低烧结时的液相粘度，将最终密度增加1%-5%，但可促进Si3N4晶粒发育和陶瓷较粗粒结构的形成，降低机械应力作用下的高温强度和加快变形速度。有碳参与会减少液相量并改变其组成，抑制烧结和促进结构凝聚。

关于氮化硅粉体种类对氮化硅陶瓷烧结及热扩散率等性能的影响,清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室的彭萌萌等在实验中以自蔓延高温合成β-氮化硅粉和α-氮化硅粉为原料,添加稀土化合物和MgO复合烧结助剂,采用放电等离子烧结后高温热处理的方法制备氮化硅陶瓷,研究粉体种类对氮化硅陶瓷的烧结及热导率等性能的影响。研究表明采用β-氮化硅粉体制备的氮化硅陶瓷的热扩散率比采用相同工艺制备的α-氮化硅粉体氮化硅陶瓷高近20%，而抗弯强度则比α-氮化硅粉体氮化硅陶瓷低近50%。

氮化硅粉体对最终陶瓷制品的性能有重要影响，而氮化硅粉体的基本性能取决于其合成方法和初始反应剂的质量。下表是不同合成方法制得的氮化硅粉体的基本特性。

晶硕生产的氮化硅陶瓷具有优良的机械性能和可加工性能，耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高强度、抗粘着、低密度、摩擦系数小及自润滑性等特点，所制造的分级轮广泛的应用于粉体细化、分级行业。目前新疆晶硕生产的分级轮最大直径可达到φ180mm以上，最高工作转速：12000rpm，正常使用寿命1年以上，目前已成功应用到下游客户，使用效果良好。

根据晶硕公司的总经理黄彬先生介绍，这款分级轮的最大的使用特点是防止金属污染，另外比重比氧化锆陶瓷小40%，可以大大降低电机能耗，也对电机要求小，在现有电机下可以实现超频，以得到粒径更细的颗粒。还有重要的一点是，这个分级轮的使用成本和目前氧化锆陶瓷的接近。这对原有的氧化锆陶瓷分级轮无疑是一个很大的冲击性的。

新疆晶硕新材料有限公司是国内第一家可以实现氨解法生产氮化硅粉的企业，同时也是少数能批量生产85W/m·K以上热导率基板的企业之一，是国内光伏产业氮化硅陶瓷结构件最大的生产厂家。