氮化硅的案例
打造中國氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件定制生產(chǎn)領(lǐng)軍品牌，威海圓環(huán)快速響應(yīng)氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件特殊定制
第三、威海圓環(huán)快速響應(yīng)氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件特殊定制，快速滿足客戶的需求。及時(shí)滿足客戶的氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件定制需求已經(jīng)成為威海圓環(huán)研發(fā)和生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)。
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高熱導(dǎo)率氮化硅陶瓷基板、氮化硅微珠、氮化硅陶瓷球、氮化硅陶瓷磨介、氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件等系列氮化硅精密陶瓷材料專業(yè)生產(chǎn)商、氮化硅精密陶瓷結(jié)構(gòu)件定制服務(wù)商、氮化硅精密陶瓷材料解決方案提供商——威海圓環(huán)市場(chǎng)部 顏工 l86O64ll446隨時(shí)歡迎各位同行、各位同仁交流探討！我們一起解決問題，一起學(xué)習(xí)各種設(shè)備或大型工業(yè)裝置關(guān)鍵部件改進(jìn)新技術(shù)、新方法。隨時(shí)歡迎耐磨損氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件、耐高溫氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件、耐高溫氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件、高硬度氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件定制加工，來圖來樣非標(biāo)定制，來圖定做單件起接。
威海圓環(huán)先進(jìn)陶瓷股份有限公司作為一家專業(yè)從事高熱導(dǎo)率氮化硅陶瓷基板、氮化硅微珠、氮化硅陶瓷球、氮化硅陶瓷磨介、氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件定制等系列氮化硅精密陶瓷材料生產(chǎn)企業(yè)，不僅在所有耐磨損氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件、耐高溫氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件、耐腐蝕氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件、高硬度氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品材料的品質(zhì)上精益求精，而且還在定制加工生產(chǎn)技術(shù)上嚴(yán)格把關(guān)，以確保威海圓環(huán)氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品在惡劣的環(huán)境下保持以正常的工作。
打造中國氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件定制生產(chǎn)領(lǐng)軍品牌，威海圓環(huán)快速響應(yīng)氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件特殊定制(顏工)
展開 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的新靈魂-氮化硅陶瓷球軸承
2015年，中材高新氮化物陶瓷有限公司突破了熱等靜壓氮化硅陶瓷球批量化制造技術(shù)，成為繼美國CoorsTek、日本東芝之后第三家，也是國內(nèi)首家形成批量化生產(chǎn)熱等靜壓氮化硅陶瓷材料的企業(yè)，產(chǎn)品已出口海外。相信隨著國家制造業(yè)整體水平的不斷提高，高性能、超精密氮化硅球軸承的大批量生產(chǎn)制造，在不久的將來一定會(huì)實(shí)現(xiàn)。
參考資料：
1、吳承偉等，《超精密高性能氮化硅軸承研究現(xiàn)狀與應(yīng)用》
2、魏萬鑫等，《氮化硅陶瓷球與軸承鋼的微動(dòng)摩擦磨損特性與損傷行為研究》
3、扈忠波，《氮化硅陶瓷球壓潰與熱震失效行為研究》
4、陳波等，《氮化硅陶瓷在四大領(lǐng)域的研究及應(yīng)用進(jìn)展》
5、饒水林，《航空發(fā)動(dòng)機(jī)用氮化硅陶瓷軸承技術(shù)研究現(xiàn)狀》
6、沙勇，《HF對(duì)Si3N4陶瓷球研磨去除機(jī)制影響研究》
7、張珂等，《氮化硅全陶瓷球軸承溝道超精加工仿真與試驗(yàn)研究》
8、陳文征，《基于油石損耗特性的氮化硅陶瓷軸承超精工藝優(yōu)化》
文章來源：粉體網(wǎng) 編輯整理/長(zhǎng)安
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展開 高硬度高純度粉體超細(xì)研磨與分散技術(shù)迭代，威海圓環(huán)氮化硅磨介行業(yè)領(lǐng)先
有試驗(yàn)表明，氮化硅球作為研磨介質(zhì)24小時(shí)的磨耗只百萬分之一，氮化硅球作為替代氧化鋯球作為研磨介質(zhì)可大幅提升高附加值粉體和高科技粉體產(chǎn)品純度、質(zhì)量和成本，有望為我國科技產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)迭代提供新路徑。
▲威海圓環(huán)氮化硅微珠、氮化硅陶瓷球、氮化硅珠、氮化硅球、氮化硅陶瓷珠
對(duì)比傳統(tǒng)高純度粉體超細(xì)研磨與分散氧化鋯微珠磨介優(yōu)勢(shì)之四——氮化硅微珠使用壽命長(zhǎng)
相比氧化鋯微珠的高韌性是有時(shí)效性的，長(zhǎng)時(shí)間使用后就會(huì)失穩(wěn)，其性能就會(huì)嚴(yán)重下降甚至開裂。氮化硅微珠使用壽命長(zhǎng)，氮化硅微珠24小時(shí)的磨耗只有百萬分之一，基本是沒有損耗，使用氮化硅微珠研磨超細(xì)粉體，不僅降低了研磨介質(zhì)的磨損及對(duì)研磨材料的污染，有利于獲取更高純度的超細(xì)粉體 ，而且在配套研磨設(shè)備使用壽命周期內(nèi)通常無需再添加補(bǔ)充磨介，節(jié)省研磨時(shí)間和成本。在研磨介質(zhì)全壽命周期內(nèi)，對(duì)比傳統(tǒng)高純度粉體超細(xì)研磨與分散氧化鋯微珠磨介，氮化硅微珠使用壽命更長(zhǎng)，平均使用成本更低，也更具經(jīng)濟(jì)性。
▲研磨高純石英砂的氮化硅研磨球柱結(jié)合體、氮化硅磨圈10年使用狀態(tài)對(duì)比
在威海圓環(huán)先進(jìn)陶瓷股份有限公司展廳，可以看到連續(xù)工作近十年的氮化硅研磨球柱結(jié)合體、氮化硅研磨圈2種氮化硅陶瓷磨介，將2個(gè)氮化硅研磨球柱結(jié)合體、氮化硅研磨圈與未工作的磨介對(duì)比（如上圖），我們發(fā)現(xiàn)工作近十年的氮化硅研磨球柱結(jié)合體、氮化硅研磨圈除了變得光滑一些，還有棱角沒那么分明以外，氮化硅研磨球柱結(jié)合體、氮化硅研磨圈的大小并沒有太大明顯的變化。氮化硅微珠雖然生產(chǎn)制造成本較氧化鋯微珠高一些，但是從氮化硅微珠超長(zhǎng)的全壽命使用周期相對(duì)于升級(jí)換代對(duì)象氧化鋯微珠的生產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì)來計(jì)算，氮化硅微珠也是具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。從高純度超細(xì)粉體研磨介質(zhì)角度來看，氮化硅微珠也是作為替代氧化鋯微珠的理想的升級(jí)換代產(chǎn)品。
展開 高效率低能耗干法超細(xì)研磨與分散技術(shù)升級(jí)，威海圓環(huán)隆重推出氮化硅磨介圈
▲研磨高硬度石英砂氮化硅磨圈及氮化硅球柱結(jié)合體10年使用狀態(tài)對(duì)比
在威海圓環(huán)先進(jìn)陶瓷股份有限公司展廳，可以看到連續(xù)工作近十年的氮化硅研磨球柱結(jié)合體、氮化硅磨介環(huán)2種氮化硅陶瓷磨介，將2個(gè)氮化硅研磨球柱結(jié)合體、氮化硅磨介環(huán)與未工作的磨介對(duì)比（如上圖），我們發(fā)現(xiàn)工作近十年的氮化硅研磨球柱結(jié)合體、氮化硅磨介環(huán)除了變得光滑一些，還有棱角沒那么分明以外，氮化硅研磨球柱結(jié)合體、氮化硅磨介環(huán)的大小并沒有太大明顯的變化。氮化硅陶瓷球雖然生產(chǎn)制造成本較氧化鋯珠高一些，但是從氮化硅珠使用超20年全壽命周期相對(duì)于升級(jí)換代對(duì)象氧化鋯珠的生產(chǎn)成本來對(duì)比，氮化硅珠也是具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。從研磨介質(zhì)角度來看，氮化硅珠也是作為替代氧化鋯珠的最理想的升級(jí)換代產(chǎn)品。
5、高效率低能耗干法超細(xì)研磨與分散技術(shù)升級(jí) 威海圓環(huán)氮化硅磨介圈脫穎而出
為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的節(jié)能減排監(jiān)管要求，降低干法超細(xì)研磨與分散超細(xì)粉體制備成本，解決粉體制備行業(yè)濕法研磨與分散后期進(jìn)行脫水、干燥、解聚等等復(fù)雜的工藝流程，以及傳統(tǒng)使用氧化鋯球干法超細(xì)研磨與分散技術(shù)因?yàn)槟ソ槟ズ碾s質(zhì)對(duì)高純度粉體帶來的污染問題，威海圓環(huán)先進(jìn)陶瓷股份有限公司經(jīng)過多年的研發(fā)探索，在磨介行業(yè)內(nèi)率先推出了高效率低能耗干法超細(xì)研磨與分散利器——氮化硅磨介環(huán)，亦稱氮化硅研磨圈，為中高硬度礦物原料的研磨及分散提供了新的解決方案。
▲氮化硅磨介圈：高效率低能耗干法超細(xì)研磨與分散利器
6、氮化硅磨介圈高效率干法超細(xì)研磨與分散技術(shù)原理
威海圓環(huán)生產(chǎn)的氮化硅磨介圈是國內(nèi)高純度粉體干法研磨、整形、分散和混料利器。氮化硅磨介圈相對(duì)氮化硅陶瓷磨介球，氮化硅陶瓷磨介球研磨粉體是點(diǎn)切割，氮化硅磨介圈研磨粉體是線切割，線切割比點(diǎn)切割研磨效率高，氮化硅磨介圈線切割比點(diǎn)切割研磨粉體粒徑分布窄, 粉體粒度形體更整齊,研磨效率也更高。
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當(dāng)國產(chǎn)氮化硅陶瓷基板邂逅碳化硅功率模塊，中國新能源汽車開啟性能狂飆模式
威海圓環(huán)始終致力于高性能及高可靠性氮化硅陶瓷設(shè)計(jì)開發(fā)和生產(chǎn)銷售，打造高熱導(dǎo)率氮化硅陶瓷基板生產(chǎn)領(lǐng)軍品牌，持續(xù)通過技術(shù)創(chuàng)新為客戶及時(shí)提供高性價(jià)比的氮化硅陶瓷材料產(chǎn)品和服務(wù)。
當(dāng)國產(chǎn)氮化硅陶瓷基板邂逅碳化硅功率模塊，中國新能源汽車開啟性能狂飆模式模式（顏輝）
國產(chǎn)氮化硅陶瓷基板升級(jí)SiC功率模塊，提升新能源汽車五項(xiàng)重要性能
▲威海圓環(huán)生產(chǎn)高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷基板各項(xiàng)理化指標(biāo)達(dá)到了國際上行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
威海圓環(huán)先進(jìn)陶瓷股份有限公司是一家專業(yè)從事Si?N?高熱導(dǎo)率氮化硅陶瓷基板、氮化硅微珠、氮化硅陶瓷球、氮化硅陶瓷磨介環(huán)、氮化硅陶瓷磨介球、可重復(fù)利用的高熱導(dǎo)氮化硅陶瓷坩堝、氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件等系列氮化硅精密陶瓷材料的生產(chǎn)企業(yè)。高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷基板可以按用戶特殊要求定制。關(guān)于高熱導(dǎo)率氮化硅陶瓷基板的性能、規(guī)格、技術(shù)參數(shù)等問題——威海圓環(huán) 顏輝l86O64ll446隨時(shí)歡迎各位同行、各位同仁交流探討！國產(chǎn)氮化硅陶瓷基板升級(jí)SiC功率模塊，提升新能源汽車五項(xiàng)重要性能。
威海圓環(huán)多年來與海內(nèi)外先進(jìn)陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)軍人物建立了深厚的技術(shù)合作關(guān)系，在國內(nèi)精密陶瓷材料領(lǐng)域具有一定權(quán)威和建樹的高等院校和科研機(jī)構(gòu)建立了校企研發(fā)合作關(guān)系，擁有了一批多年從事研制、開發(fā)的中高級(jí)技術(shù)人員和管理人員，使我們具有精湛的技術(shù)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、高效的管理水平。威海圓環(huán)公司研發(fā)及生產(chǎn)測(cè)試團(tuán)隊(duì)具有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，核心工程師擁有十余年的精密陶瓷技術(shù)積累和強(qiáng)大的應(yīng)用開發(fā)能力。威海圓環(huán)始終致力于高性能及高可靠性氮化硅陶瓷設(shè)計(jì)開發(fā)和生產(chǎn)銷售，打造高熱導(dǎo)率氮化硅陶瓷基板生產(chǎn)領(lǐng)軍品牌，持續(xù)通過技術(shù)創(chuàng)新為客戶及時(shí)提供高性價(jià)比的氮化硅陶瓷材料產(chǎn)品和服務(wù)。
國產(chǎn)氮化硅陶瓷基板升級(jí)SiC功率模塊，提升新能源汽車五項(xiàng)重要性能（顏輝）
展開 淺談納米氮化硅在陶瓷中的應(yīng)用
氮化硅的應(yīng)用及其在陶瓷上的應(yīng)用：
一，氮化硅（VK-SiN01）的應(yīng)用
1.氮化硅（VK-SiN01）陶瓷材料具有熱穩(wěn)定性高、抗氧化能力強(qiáng)以及產(chǎn)品尺寸精確度高等優(yōu)良性能。由于氮化硅是鍵強(qiáng)高的共價(jià)化合物，并在空氣中能形成氧化物保護(hù)膜，所以還具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，1200℃以下不被氧化，1200~1600℃生成保護(hù)膜可防止進(jìn)一步氧化，并且不被鋁、鉛、錫、銀、黃銅、鎳等很多種熔融金屬或合金所浸潤(rùn)或腐蝕，但能被鎂、鎳鉻合金、不銹鋼等熔液所腐蝕。
2.氮化硅（VK-SiN01）陶瓷材料可用于高溫工程的部件，冶金工業(yè)等方面的高級(jí)耐火材料，化工工業(yè)中抗腐蝕部件和密封部件，機(jī)械加工工業(yè)的刀具和刃具等。
3.由于氮化硅（VK-SiN01）與碳化硅、氧化鋁、二氧化釷、氮化硼等能形成很強(qiáng)的結(jié)合，所以可用作結(jié)合材料，以不同配比進(jìn)行改性。
4.此外，氮化硅（VK-SiN01）還能應(yīng)用到太陽能電池中。用PECVD法鍍氮化硅膜后，不但能作為減反射膜可減小入射光的反射，而且，在氮化硅薄膜的沉積過程中，反應(yīng)產(chǎn)物氫原子進(jìn)入氮化硅薄膜以及硅片內(nèi)，起到了鈍化缺陷的作用。這里的氮化硅氮硅原子數(shù)目比并不是嚴(yán)格的4:3，而是根據(jù)工藝條件的不同而在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，不同的原子比例對(duì)應(yīng)的薄膜的物理性質(zhì)有所不同。
5.用于超高溫燃?xì)馔钙剑w機(jī)引擎，電爐等。
二，氮化硅在陶瓷中的應(yīng)用
1.氮化硅（VK-SiN01）陶瓷軸承及軸承球
陶瓷軸承作為一種重要的機(jī)械基礎(chǔ)件，在新材料領(lǐng)域當(dāng)中，因具有相較于金屬軸承更優(yōu)良的耐高溫、高強(qiáng)度等性能而被推崇應(yīng)用。伴隨加工技術(shù)、工藝水平的日益提高，其制造成本的下降，產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格走向?qū)嵱没沾奢S承的應(yīng)用開始向各行業(yè)領(lǐng)域進(jìn)軍，不再僅停留于高、精、尖、小范圍內(nèi)應(yīng)用。
展開 國產(chǎn)光伏用高純石英砂、超細(xì)石英粉研磨技術(shù)升級(jí)，氮化硅陶瓷磨介環(huán)破題“磨不細(xì)、混不均、分不散、提不純”
氮化硅陶瓷磨介環(huán)雖然生產(chǎn)制造成本高一些，但是從氮化硅陶瓷磨介環(huán)近20年全壽命周期生產(chǎn)使用成本優(yōu)勢(shì)來計(jì)算，氮化硅陶瓷磨介環(huán)的經(jīng)濟(jì)性也是具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。
氮化硅磨介環(huán)研磨光伏石英坩堝所需原料高純石英砂、超細(xì)石英粉的優(yōu)勢(shì)3、氮化硅磨介環(huán)相對(duì)氮化硅磨介球、氮化硅磨介柱等同質(zhì)研磨介質(zhì)，氮化硅磨介環(huán)可以讓高純石英砂、超細(xì)石英粉研磨得更細(xì)、混得更勻、分得散、少團(tuán)聚，形體更整齊，效率更高。
氮化硅陶瓷磨介環(huán)相對(duì)氮化硅陶瓷磨介球，氮化硅陶瓷磨介球研磨粉體是點(diǎn)切割，氮化硅陶瓷磨介環(huán)研磨粉體是線切割，氮化硅陶瓷磨介環(huán)研磨粉體效率更高。
氮化硅陶瓷磨介環(huán)相對(duì)氮化硅陶瓷磨介柱，它們研磨的適用對(duì)象不同，氮化硅陶瓷磨介環(huán)在濃度較高或者干法研磨有優(yōu)勢(shì)，氮化硅陶瓷磨介柱濕法研磨有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楦煞ㄑ心キh(huán)境中，與研磨柱等不同，研磨環(huán)由于研磨環(huán)存在內(nèi)、外氣壓差，就可以在密閉的真空或者很濃密的場(chǎng)景中快速的上下運(yùn)動(dòng)，研磨和混料效率更高，讓高純石英砂、超細(xì)石英粉少團(tuán)聚、分得散、混得更勻。
氮化硅磨介環(huán)研磨光伏石英坩堝所需原料高純石英砂、超細(xì)石英粉的優(yōu)勢(shì)4、氮化硅陶瓷磨介環(huán)在球磨機(jī)干法研磨相對(duì)于氣流磨粉體研磨具有對(duì)高純石英砂、超細(xì)石英粉混料和整形優(yōu)勢(shì)。
氣流磨屬于將軟團(tuán)聚的粉體擊碎，側(cè)重在于對(duì)粉體的粉碎和破碎。而氮化硅磨介環(huán)在大的球磨機(jī)里不僅起到研磨粉碎的作用，側(cè)重是眾多的氮化硅陶瓷磨介環(huán)在大的球磨機(jī)中研磨時(shí)，會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象，氮化硅陶瓷磨介環(huán)自動(dòng)排列成一條條繩狀，研磨節(jié)奏感強(qiáng)，眾多氮化硅陶瓷磨介環(huán)繩之間互相鞭打，研磨和混料效果好；由于有節(jié)奏的繩狀鞭打現(xiàn)象，在線接觸切割的擊打下，研磨的粉體之間的粒徑差均勻，研磨粒徑范圍分布更窄；氮化硅磨介環(huán)研磨高純石英砂、超細(xì)石英粉除了混料更均勻，更重要的是對(duì)粉粒本身的整形功能，以確保被研磨粉體外形的一致性和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。
展開 氮化硅(Si3N4)的理論熱導(dǎo)率上限
氮化硅（Si3N4）因其獨(dú)特的特性在該領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注。由于較強(qiáng)的Si-N鍵，Si3N4 陶瓷表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械性能，在室溫及高溫下均具有較高的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)Si3N4 還具有低熱膨脹系數(shù)和低密度。優(yōu)異的機(jī)械性能往往伴隨著較高的熱導(dǎo)率，這使其成為具有前景的大功率電子器件基底候選者之一。
熱導(dǎo)率是熱管理中最重要的性質(zhì)之一。1995 年，Haggerty 和 Lightfoot 根據(jù) Slack 關(guān)系預(yù)測(cè)室溫下β-Si3N4 的本征熱導(dǎo)率為 200至 320 W/mK。2002年，Hirosaki等人借助經(jīng)驗(yàn)勢(shì)函數(shù)，通過分子動(dòng)力學(xué)(MD) 模擬，得到Si3N4的熱導(dǎo)率沿 a 軸和 c 軸分別為170 和 450 W/mK。但目前實(shí)驗(yàn)中所實(shí)現(xiàn)的最高熱導(dǎo)率僅為177 W/mK，遠(yuǎn)低于上述傳統(tǒng)理論的預(yù)測(cè)值。實(shí)驗(yàn)學(xué)家們普遍將實(shí)驗(yàn)值與理論值的不匹配歸結(jié)為實(shí)驗(yàn)樣品中晶格氧、晶相、晶界等雜質(zhì)或缺陷的存在。因此很多實(shí)驗(yàn)室仍在努力嘗試提高氮化硅的熱導(dǎo)率以達(dá)到450 W/mK的理論上限。
02
成果掠影
猶他大學(xué)Tianli Feng教授團(tuán)隊(duì)提出，之前的理論上限預(yù)測(cè)值本身并不正確。通過第一性原理，該團(tuán)隊(duì)揭示：室溫下β-Si3N4的理論熱導(dǎo)率上限沿c和a軸分別只有169和57 W/mK，并不是之前認(rèn)為的450 W/mK。此預(yù)測(cè)不需要依靠擬合參數(shù)或經(jīng)驗(yàn)勢(shì)函數(shù)，因此普遍比較準(zhǔn)確。通過預(yù)測(cè)值與多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在較寬溫度范圍內(nèi)的比較，研究者發(fā)現(xiàn)之前的實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)達(dá)到理論熱導(dǎo)率上限，因此，實(shí)驗(yàn)上繼續(xù)提高純度和顆粒大小并不會(huì)提高熱導(dǎo)率。作為對(duì)照，文中還計(jì)算了α-Si3N4，其熱導(dǎo)率沿c和a軸分別為116和87 W/mK。
展開 2021年日本封裝基板行業(yè)現(xiàn)狀：材料與設(shè)備企業(yè)競(jìng)相投資
目前該公司已經(jīng)研發(fā)出一種氮化硅基板（導(dǎo)熱性可以達(dá)到130W/mK），并開始投入量產(chǎn)。它可以確保氮化硅基板保持相同水平導(dǎo)熱性進(jìn)行量產(chǎn)，這屬于世界首創(chuàng)。該公司的氮化硅原料由其宇部興產(chǎn)集團(tuán)統(tǒng)一從外面采購，之后從原料的混合加工，到各種燒結(jié)工藝，該公司都擁有一系列完備的量產(chǎn)生產(chǎn)線。而氮化硅基板的生產(chǎn)，則由其鳥取縣內(nèi)的集團(tuán)企業(yè)負(fù)責(zé)。
其他還有一些公司也相繼進(jìn)入到這個(gè)市場(chǎng)。比如日揮控股集團(tuán)旗下的JAPAN FINE CERAMICS株式會(huì)社，它以其獨(dú)特的生產(chǎn)工藝進(jìn)入氮化硅基板市場(chǎng)。該公司辦事處位于宮城縣富谷市，內(nèi)部設(shè)有專門量產(chǎn)氮化硅基板的新工廠，該工廠計(jì)劃2020年秋季試生產(chǎn)，從2021年開始全面量產(chǎn)。
日系基板材料及設(shè)備行業(yè)，在國內(nèi)外競(jìng)相增產(chǎn)投資
在日本，適用于5G通信的低傳輸損耗基板材料以及高性能封裝基板材料需求旺盛，導(dǎo)致封裝基板和氮化硅基板的需求急劇增加，為了滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，日本印刷線路板材料和設(shè)備制造商投資意向強(qiáng)烈。在中國，中國臺(tái)灣和韓國的基板制造商，也在積極投資相關(guān)部件和設(shè)備行業(yè)，紛紛以中國大陸和東南亞為基地，建設(shè)新的高密度基板（包括FPC）工廠。
因?yàn)閺闹虚L(zhǎng)期來看，這種旺盛的需求還將持續(xù)，所以IBIDEN和臺(tái)灣欣興電子公司(Unimicron Technology Corporation) 馬不停蹄地到處投資各種高端封裝基板項(xiàng)目。材料制造商相繼表示要加大面向高性能基板FC-BGA（Flip Chip-Ball Grid Array）和FC-CSP（Flip Chip CSP）的增產(chǎn)投資。當(dāng)然在該業(yè)務(wù)領(lǐng)域，日本的材料和設(shè)備制造商仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，并也在積極計(jì)劃增產(chǎn)投資。
展開 工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的常用材料及特性——陶瓷篇
氮化硅——超強(qiáng)耐壓
氮化硅是世界上最硬的三種材料之一。它的硬度僅次于金剛石和六方氮化硅晶體。氮化硅于60年代被一群工程師在尋找能經(jīng)受噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部惡劣運(yùn)行環(huán)境的材料時(shí)發(fā)現(xiàn)。
陶瓷非常堅(jiān)硬，具有極佳的耐磨損耗性能和壓縮性能，而氮化硅則是陶瓷中最具這種特性的材料之一，它呈深灰色或黑色，具有鏡面般光潔的表面。50年代的科幻小說作家曾經(jīng)幻想過由氮化硅制成可以飛的杯子。
氮化硅具有極強(qiáng)的抗壓能力，測(cè)量出來它能承受的標(biāo)準(zhǔn)壓力是每平方英寸能忍受400萬磅的壓力，可以粗略的換算是相當(dāng)于80頭大象站在一個(gè)方糖塊上，或是用一根直徑為1英寸的繩子去拉50輛汽車。而且氮化硅的表面極為光滑。氮化硅的這些特性使其成為制作軸承最常規(guī)的材料。
材料特性：摩擦力比鋼低80%；比鋼堅(jiān)硬3倍；比鋼輕60%；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫度比鋼低。
典型用途： 常用于航天飛機(jī)的主引擎、軍用導(dǎo)彈、陀螺儀。氮化硅的超硬度使其成為諸如海洋的魚卷軸、自行車賽車、滑冰鞋、溜冰板等產(chǎn)品中軸承的主要材料。
6. 石英面材料
石英是一種萬能的材料，它在光學(xué)上的應(yīng)用有壓電體和手表，石英還具有極佳的物理性能和裝飾性。最為世界上資源最豐富的礦物之 一，良好的硬度和美觀性使其成為制作工作臺(tái)面的材料，這是它的 主要用途之一。
材料特性：硬度極高；色彩一致性好；無孔；耐久性能極佳；耐熱；耐污
典型用途：大量應(yīng)用于商用及家用產(chǎn)品的外觀材料。在商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中，包括墻壁夾層、工作臺(tái)表面、前臺(tái)桌、酒吧料理臺(tái)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、廚房料理臺(tái)及沖淋圍屏。
7. 石墨
石墨這種礦物從嚴(yán)格意義上來說不能算是陶瓷，但由于它所具有的物理屬性，使它經(jīng)常被放入至陶瓷家族中。石墨的用途非常廣泛。從較低層次的應(yīng)用來看，石墨常被用于諸如錢幣之類的日常應(yīng)用。從另一面來看，石墨經(jīng)常用于一些高級(jí)體育用品。
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哈工大《JMST》：激光輻照下陶瓷/金屬直接鍵合異質(zhì)界面的制備！
圖
1 氮化硅激光輻照及其與銅鍵合的原理圖
研究發(fā)現(xiàn)激光束聚焦在氮化硅陶瓷表面，誘導(dǎo)陶瓷的分解，在基片上形成一層由α-氮化硅納米晶堆疊而成的硅微晶層，在激光照射的表面上硅液凝固形成了硅微晶層。激光照射的硅層(fcc結(jié)構(gòu))和氮化硅襯底(hcp結(jié)構(gòu))之間有一個(gè)很強(qiáng)的hcp/fcc相干界面，硅微晶和陶瓷襯底與[001]fcc-Si║[0001]hcp-Si3N4和(220)fcc-Si║(100)hcp-Si3N4取向關(guān)系有共格界面，這是通過剪切和shuffle型位錯(cuò)滑移的耦合效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。
展開 光芯片將是芯片瓶頸的答案？
近日，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）教授Tobias Kippenberg團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種采用氮化硅襯底制造集成光子電路（光子芯片）的技術(shù)，得到了創(chuàng)紀(jì)錄的低光學(xué)損耗，且芯片尺寸小。相關(guān)研究發(fā)表在《自然—通訊》上。
光子芯片奮起直追，也許能幫助人們突破摩爾定律的“天花板”，開辟新的“賽道”。
氮化硅微腔光學(xué)芯片圖片來源：《自然—通訊》
“硅家族”與大馬士革工藝
光子芯片通常由硅制成，硅在地殼中含量豐富且具有良好的光學(xué)特性，但難以滿足集成光子芯片所需的一切條件，因此出現(xiàn)了諸多新材料加以替代，如氮化硅、二氧化硅、氮化鋁、鈮酸鋰、碳化硅等。
Tobias Kippenberg團(tuán)隊(duì)采用一種氮化硅光子大馬士革工藝（光子鑲嵌工藝）技術(shù)。
大馬士革工藝是一種非常古老的工藝，最早可以追溯到阿拉伯人在他們的武器和裝飾上面做顏色的鑲嵌和繪圖。
這個(gè)工藝要先做出圖形輪廓，然后把顏色材料鑲嵌到輪廓中再進(jìn)行拋光，這樣就得到一個(gè)色彩艷麗的圖案。
“大馬士革工藝思路曾被用在早期以銅為材料的電子電路制造上。研究當(dāng)中，我們把氮化硅大馬士革工藝用到集成光路制造上，得到了極低的光損耗。”
論文第一作者、EPFL微納技術(shù)中心博士劉駿秋告訴《中國科學(xué)報(bào)》，“利用這一技術(shù)，我們制造了光損耗僅為1dB/m的集成光路，創(chuàng)下了所有非線性光子集成材料的紀(jì)錄。”
使用這項(xiàng)新技術(shù)，研究人員在5平方毫米的芯片上制備了高品質(zhì)因數(shù)的微諧振器和超過一米長(zhǎng)的波導(dǎo)。
展開 【見多識(shí)廣】都知道陶瓷刀具很牛，但是你知道它為什么這么牛嗎？
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而陶瓷（白瓷HC1、黑瓷HC2、氮化硅陶瓷SX6）在同等條件下，硬度下降幅度要小得多。特別是氮化硅陶瓷SX6材質(zhì)，即便在溫度達(dá)到1000℃的情況下，其硬度依然能夠保持在常溫狀態(tài)的73%左右。
即使處于高溫環(huán)境，也能保持較高的抗折強(qiáng)度
上圖顯示環(huán)境溫度和材料抗折強(qiáng)度的關(guān)系。
硬質(zhì)合金在常溫下具有抗折強(qiáng)度高，不易開裂的特點(diǎn)。即使如此，隨著環(huán)境溫度上升，強(qiáng)度也會(huì)急劇下降。溫度達(dá)到1200°時(shí)，強(qiáng)度相比常溫約下降到其35%左右。
而陶瓷（白瓷HC1、黑瓷HC2、氮化硅陶瓷SX6）在同等條件下，強(qiáng)度下降幅度要小得多。特別是氮化硅SX6材質(zhì)，即使在溫度1200°時(shí)，其強(qiáng)度依然能夠保持在常溫時(shí)的82%左右。
我們知道，切削加工過程中，刀具與被加工材料摩擦?xí)a(chǎn)生大量的切削熱。切削速度越快，刀尖溫度上升的越高，刀具硬度和抗折強(qiáng)度越難保持，這就限制了正常加工中能夠使用的切削速度。而陶瓷刀具利用其在高溫領(lǐng)域硬度高、抗折強(qiáng)度好的材料特性，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)超硬質(zhì)合金的高速加工，從而大幅提升生產(chǎn)效率。讓我們看看實(shí)際能得到怎樣的效果吧：
鑄鐵及耐熱合金加工實(shí)例如下圖顯示：
鑄鐵加工實(shí)現(xiàn)3倍效率提高。
耐熱合金加工實(shí)現(xiàn)15倍效率提高。
加工效率對(duì)比
你覺得陶瓷刀具的缺點(diǎn)是什么？
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展開 一篇文章讀懂低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）
1) 在低壓化學(xué)氣相淀積（Si3N4）工藝中存在的薄膜應(yīng)力會(huì)引起變形，改變薄膜的光學(xué)和力學(xué)性能，過大的張應(yīng)力會(huì)使薄膜發(fā)生斷裂，而過大的壓應(yīng)力則會(huì)使薄膜發(fā)生翹曲，因此研究氮化硅薄膜的應(yīng)力特性和低應(yīng)力氮化硅技術(shù)是十分必要的。
2) 在低壓淀積多晶硅（LP-POLY）工藝中，客戶對(duì)不同成膜速率工藝需求越來越多，而這需要更精確的控制。
3) LPCVD爐管設(shè)備還存在溫度均勻性差、工藝重復(fù)性差、腔室和器件易污染不易維護(hù)、顆粒多的問題。
8.1 低應(yīng)力、多功能LPCVD成為新的研發(fā)方向
對(duì)于很多微機(jī)械加工的常用材料，如氮化硅、多晶硅等，應(yīng)力是不可避免的，在一些精密的MEMS工藝中需要較低的薄膜應(yīng)力,以保證較小的器件形變。
1) 低應(yīng)力、多功能LPCVD設(shè)備通過獨(dú)特的氣路、腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，配合相應(yīng)的工藝配方，成功實(shí)現(xiàn)了薄膜應(yīng)力在較大范圍內(nèi)可控制，解決了由于薄膜應(yīng)力存在，引起的變形、光學(xué)和力學(xué)性能改變的問題。
2) 多功能LPCVD設(shè)備可以滿足客戶對(duì)TEOS低壓熱解法工藝需求，對(duì)不同成膜速率多晶硅工藝需求并保證成膜均勻性和硅片翹曲度要求，TEOS工藝薄膜均勻性片內(nèi)≤2％、片間≤2％、批間≤2％；POLY工藝片內(nèi)≤3％、片間≤3％、批間≤3％（成膜速率可達(dá)130-150 ?/min, 8000-10000 ?硅片翹曲度≤5um）。
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