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氮化硅陶瓷四大应用领域,进展如何>/div>

空青

2025.12.13 | 点击 6875

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导读中材高新材料股份有限公司首席科学家张伟儒出席演讲

中国粉体网讯1955年,英国的Collin和Gerby采用反应烧结法首次生产出陶瓷形式的氮化硅,此后氮化硅的应用便主要以陶瓷形式展开。陶瓷制品充分发挥了材料本身良好的热学、化学和机械性能,拓宽了氮化硅的商业应用领域,顺应了新兴技术与高端产业发展浪潮,其广泛被应用在机械工程、半导体电子、生物医学、冶金制造、透波、光学等领域、/p>


机械领域


氮化硅陶瓷在机械行业中主要用作阀门、管道、分级轮以及陶瓷刀具,最广泛的用途是氮化硅陶瓷轴承球。氮化硅陶瓷被公认为是最佳的轴承材料,轴承里最关键的“核心选手”——氮化硅陶瓷轴承球,是真正撑起设备性能的“隐形功臣”。这些直径从几毫米到几十毫米的陶瓷小球,看似不起眼,却凭着“轻、硬、稳、绝缘”的绝技,在新能源汽车、轮滑鞋、牙钻甚至高端自行车里扮演着“关键角色”、/p>


目前高端陶瓷轴承产品生产仍以日本、欧美企业为主导,国际市场占有率、发展方向的引领力仍然被国外知名企业所控制。而我国在2015年中材高新氮化物陶瓷有限公司突破了热等静压氮化硅陶瓷球批量化制造技术,成为继美国库斯泰克、日本东芝之后第三家,也是国内首家形成批量化生产热等静压氮化硅陶瓷材料的企业,产品出口到瑞典斯凯孚、美国铁姆肯、德国GMN、西班牙福赛等地、/p>


航空航天领域


氮化硅陶瓷材料具有强度高、耐高温、化学稳定性好等优点,能够满足航空航天领域对材料的苛刻要求。氮化硅陶瓷在航空航天领域有两大经典应用:其一,氮化硅被认为是少数能够承受?氧火箭发动机产生的严重热冲击和热梯度的单片陶瓷材料之一,被用于火箭发动机尾喷管;其二,氮化硅陶瓷及其复合材料具有的防热、透波、承载等优异性能,使其成为新一代研究的高性能透波材料之一、/p>


2010年,日本的太空探测器Akatsuki推进器的尾喷管即采用了氮化硅材料,京瓷制备的氮化硅尾喷管已经成功应用于小型飞机和火箭发动机上、/p>


半导体领埞/span>


随着电子设备向小型化、高性能化发展,半导体封装对散热材料提出更高要求。氮化硅陶瓷热导率可?0-120W/(m·K),与第三代半导体衬底SiC晶体热膨胀系数匹配度高,成为SiC功率器件封装基板的首选材料。国际上,东芝、京瓷等日本企业主导市场,国内中材高新等企业取得技术突破、/p>


除作为关键封装材料外,氮化硅陶瓷在半导体制造设备中展现出广阔的应用前景。在晶圆加工过程中,氮化硅陶瓷可用于制造耐高温、抗热震的加热元件,满足CVD(化学气相沉积)、扩散炉等设备的严苛工况需求、/p>


生物医疗领域


氮化硅作为一种新兴的生物陶瓷材料,以其优异的机械性能、生物相容性,在医学植入物中展现出巨大的应用潜力。具体而言,氮化硅已被用作一种骨科生物材料,并成功应用于假体髋关节和膝关节的轴承部件,以改善假体的磨损和延长其使用寿命。此外,在脊柱手术中,氮化硅材料还被用于促进骨融合。氮化硅陶瓷材料在医学领域展现出优异的稳定性和可靠性。氮化硅材料还表现出较强的细胞粘附性和骨传导性,这为其在骨修复中的应用提供了重要的生物学基础。然而,氮化硅陶瓷固有的脆性仍然是其应用于骨修复工程中的主要挑战。此外,氮化硅材料在体内难以降解,这导致新骨组织难以长入修复部位,并完全替代原有的修复材料,从而限制了其临床应用的广度、/p>


2025?2?4-25?/strong>+span style="color: rgb(0, 112, 192);">中国粉体罐/strong>将在广东东莞举办“第八届新型陶瓷技术与产业高峰论坛“/strong>+strong>中材高新材料股份有限公司首席科学家张伟儒将做题为《高性能氮化硅陶瓷工程化应用现状及发展趋势《/strong>的报告、/p>




(中国粉体网编辑整理/空青(/p>

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