【华南先进陶瓷论坛议题预告】中材高新氮化物陶瓷有限公司董事长孙峰—高端氮化硅陶瓷材料的发展与应用

演讲题目

高端氮化硅陶瓷材料的发展与应 用

内容摘要

1、发展历程： 氮化硅(Si3N4)是一种由硅和氮组成的共价键化合物，1857年被发现，到1955年，其作为陶瓷材料实现了大规模生产。氮化硅陶瓷具有金属材料和高分子材料所不具备的众多优点，如耐高温(在1200℃下抗弯强度可达350MPa以上)、耐酸碱腐蚀、自润滑等，在航空航天、国防军工、机械领域得到广泛应用。氮化硅陶瓷被誉为“结构陶瓷皇冠上的明珠”具有轻量化、高强韧、自润滑、耐腐蚀、绝缘等优异性能，氮化硅陶瓷球作为陶瓷轴承滚动体广泛应用于高端精密机床主轴、汽车、风力发电机、航空航天发动机及传动系统高转速、高精密陶瓷轴承领域，以及大运载火箭发动机、导弹发动机，武装直升机发动机及传动系统、空间宇航系统等国防军工领域，是发动机和传动系统陶瓷轴承的关键配件，但国内一直受到美、日两国的限制和垄断，长期依赖从日本和美国两个国家进口，成为我国高端装备制造关键配件发展的瓶颈，特别是给军工领域的高端装备配套的“卡脖子”基础配件。

2、氮化硅陶瓷材料的基本特性。 氮化硅陶瓷具有优秀的高温性能，可以在高达1600℃的温度下保持较高的强度和硬度。同时，它还具有优异的耐腐蚀性、热震稳定性和绝缘性能。这些特性使得氮化硅陶瓷在高温、高压、腐蚀性环境中具有广泛的应用前景。

3、氮化硅的应用。

1）氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料。它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体;高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性，人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。

2）氮化硅陶瓷材料在电子行业中的应用。氮化硅陶瓷具有良好的导热性能和绝缘性能，因此在电子器件的散热和绝缘方面有着重要的应用。例如，首先，在新能源汽车领域，主要聚焦在充电桩上，新能源汽车充电桩需要高效的电力传输和散热功能。氮化硅基板因其优异的绝缘性能和高热导率，在充电桩的电力传输模块和散热装置中得到应用，提高了充电桩的性能和安全性。此外，它可以作为高功率LED的散热基板，有效提高LED的散热效果，延长LED的使用寿命。最后，氮化硅陶瓷还可以用于制作高频电子元件，如微波功率晶体管和射频电路等。

3）氮化硅陶瓷材料在航空航天领域中的应用。由于氮化硅陶瓷具有轻质、高强度和耐高温的特点，因此在航空航天领域有着广泛的应用前景。例如，它可以用于制作航空发动机中的涡轮叶片和燃烧室等关键部件，提高发动机的工作效率和可靠性。此外，氮化硅陶瓷还可以用于航天器的导热结构件和热保护材料等。

企业简介

中材高新氮化物陶瓷有限公司（以下简称“公司”）成立于2011年，公司注册资本5686.27万元，公司地址位于山东省淄博市高新区。公司是隶属于中国建材集团的国家级高新技术企业。公司自上世纪七十年代开始从事氮化硅材料的研制工作，是国内最早从事氮化硅陶瓷材料领域研究的单位之一，由山东工业陶瓷研究设计院氮化硅项目组、研究室、北京中材人工晶体研究院先进陶瓷事业部发展而来，先后承担了国家重点科技攻关、国家重点研发计划、军品配套等各类项目60余项，申请/授权国内、外发明专利82项。公司先后被认定为国家级高新技术企业、国家专精特新小巨人、山东省瞪羚企业、山东省专精特新中小企业，通过了ISO9001质量管理体系认证、IATF 16949汽车工业质量管理体系认证、GJB 9001B-2009质量体系和武器装备保密资质认证、OJSAS1 8000职业健康安全管理体系认证、ISO14000环境管理体系认证。

公司主要经营业务为热等静压氮化硅轴承球、高性能氮化硅结构件、高导热氮化硅陶瓷基板等高性能氮化硅先进陶瓷产品的研发、生产和销售。产品主要应用于精密机床电主轴轴承，航空航天发动机轴承、汽车轴承、高铁轴承、风力发电机轴承、大型医疗装备轴承以及新能源汽车散热等领域。

公司实现了高性能热等静压（HIP）氮化硅陶瓷轴承球产业化制造，产品性能达到美国标准ASTM F2094M中的I级水平，成为继美国阔斯泰（Coorstek）、日本东芝材料（Toshiba Materials）之后全球第三家、国内唯一能够实现热等静压氮化硅材料批量化制造的企业，产品先后通过瑞典SKF、德国舍弗勒、国内中国航发哈轴、洛轴LYC等知名企业的认证。

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