高純氧化鋁作為高端產業的關鍵基礎材料,憑借其超高硬度、高純度、卓越耐高溫性與優異絕緣性,奠定了其在半導體封裝、新能源、LED襯底及高端熱管理領域的重要地位。 然而長期以來,國內產業在關鍵指標精確控制與批次穩定性方面,與國際頂尖水平存在差距,導致部分高端領域長期依賴進口,嚴重制約國產高端材料的崛起和應用成本控制。為探尋國產高純氧化鋁的破局之路,本次“粉體工業萬里行”走進寧波國鋒新材料科技有限公司(以下簡稱“寧波國鋒”)—— 一家正全力專注于4N及以上高純氧化鋁粉體及制品研發與制造的創新型企業。

專注源頭創新:從透明陶瓷應用需求驅動,構建納米氧化鋁生產能力
深入了解寧波國鋒的發展歷程,寧波國鋒的創立初衷直指透明陶瓷所用高純氧化鋁粉體原料的生產困境。過去,透明陶瓷用高純氧化鋁粉體普遍采用“硫酸鋁銨熱解法”制備,這一傳統工藝在高溫分解過程中會釋放大量含硫有害氣體,對生態環境造成嚴重污染,因而在日益趨嚴的環保要求下,該技術的應用受到嚴格限制。擁有數十年氧化鋁制備經驗的任紅波先生,洞察到這一困境,憑借其深厚積累,極具前瞻性地選擇并創新升級了更為環保的高純氧化鋁生產方法作為核心技術路線。
寧波國鋒采取的純鋁水解法工藝是利用純度極高的鋁錠生產出高純氫氧化鋁,再經干燥、高溫煅燒獲取最終的高純氧化鋁粉體,整個反應過程無有害廢氣排放,徹底規避了傳統路線的高污染問題,同時也從源頭確保了產品的高純度起點。憑借對高純鋁錠的精挑細選以及對工藝參數的精準把控,寧波國鋒可成功穩定量產純度99.99%(4N)以上、平均粒徑在500nm且粒徑分布集中的高純氧化鋁粉體,完全滿足透明陶瓷對粉體的嚴苛要求。這不僅解決了國內高端透明陶瓷原料來源的環保性與一致性難題,更成為公司立足市場的核心競爭力之一。值得一提的是,公司目前還成功突破粒徑100nm高純α氧化鋁粉體的批量制備技術,進一步拓寬了應用邊界。
技術突破的成功落地,驅動了寧波國鋒向產業鏈下游延伸的戰略布局。依托自主研發的高純氧化鋁粉體,公司與下游企業協同合作,將業務拓展至透明氧化鋁陶瓷件的制造。目前,公司配備了十余臺高溫氫氣氣氛燒結爐,利用高達1850℃的極高溫度以及氫氣氣氛有效排除生胚燒結過程中的微量殘留氣體,最終寧波國鋒生產的透明陶瓷件總透光率穩定≥95%,對可見光表現出優異透過性;同時具備高溫強度大、耐熱性能優、耐腐蝕性強及高電阻率等特性,產品可作為高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高強度氣體放電燈的放電管,適用于各種嚴苛的工作環境。

質量穩定性保障:從全流程嚴格質控到自產研磨球
實現高端高純氧化鋁粉體的卓越性能與批次穩定性,既需核心工藝的創新突破,更依賴全流程的精密制造管控。寧波國鋒自2021年6月創立之初,便錨定高質量發展戰略,構建了覆蓋原材料采購、生產過程實時監控、成品出廠全項目檢測及產品溯源的全鏈條質量保障體系,并已通過多項國際質量管理體系認證。
在眾多質量保障措施中,令人印象最為深刻的舉措當屬:寧波國鋒采用了自主研發高純氧化鋁研磨球作為研磨介質。據任總介紹,研磨階段引入的雜質是高純粉體生產過程中的關鍵污染源與穩定性短板。公司自產的氧化鋁研磨球采用滾動成型結合高溫燒結工藝,呈現出晶粒均勻、結構致密飽滿的多晶特征,經GDMS(輝光放電質譜)檢測,純度可達到99.99%(4N)以上,具備極高的硬度、極低的磨耗、高強度和高密度等優異物理特性,可實現高效研磨的同時,徹底杜絕了介質引入的污染風險,保障了粉體純度與批次一致性。目前,公司除滿足自產需求外,已實現直徑0.2-15mm全規格高純氧化鋁研磨球的大規模穩定供應。

多元產品矩陣:從微粉到分散液的全面解決方案
依托于堅實的工藝基礎、苛刻的閉環質控,寧波國鋒成功打造了品類豐富、性能領先的高純氧化鋁系列產品,全方位滿足5G通訊、航空航天、國防軍工、先進陶瓷、新能源電池、人工智能終端、藍寶石加工等不同前沿應用的需求。
1、高純氧化鋁粉體解決方案:
(1)高純氧化鋁粉:
可提供0.3-6μm的4N級高純氧化鋁粉,適用于電子行業、激光晶體、彩色寶石等領域。

(2)高純氧化鋁專用粉
高純氧化鋁專用粉系列由多種工藝制備而成,具有純度高、粒徑小(最小可穩定量產100nm,原晶尺寸約50nm的高純氧化鋁粉)、分布均勻、工藝性能穩定、分散性好、良好的低溫燒結性。制作的成品有導熱系數高,介電常數高,電性能好等特點,材料匹配適用性強,粉體各項指標可根據客戶需求定制,使客戶得到滿意的使用效果。

(3)高純氧化鋁拋光粉
具有硬度高、粒度分布集中、性能穩定。難溶于酸、堿溶液,擁有良好的耐腐蝕性能。可以與助劑、純水適配成拋光液。具備拋光效率高、綜合成本低、工件表面無沉積易清洗等優點。是半導體、陶瓷、金屬等行業表面處理的常用磨料。

2、氧化鋁穩定分散液體系解決方案:
為解決客戶在粉體使用中面臨的分散性和便捷性挑戰, 寧波國鋒依托其深入的粉體理解與先進的分散技術,推出了一系列預設好的穩定型功能氧化鋁分散液產品:
(1)氧化鋁拋光液:
以多晶氧化鋁為主的水溶性濃縮液,不含硫、磷、氯添加劑,對環境沒有污染;納米氧化鋁顆粒均勻分散性好,使工件表面粗糙度較低;移除量高可以縮短加工時間,是氧化硅拋光液加工效率的3-4倍,可以降低拋光成本30-50%;不會在工件表面或設備上形成頑固結晶,容易清洗,適用于藍寶石C向片、M向片、陶瓷、黑色金屬、鋁和不銹鋼等其它金屬,拋光效率高,工件表面平整,可取代多種進口拋光劑和拋光粉。

(2)高純納米氧化鋁懸混液:
該產品是將特殊工藝制備的納米氧化鋁粉體均勻的分散在水或者有機溶劑中,形成分散化、均勻化、穩定化的納米懸混液,具有納米粉體的特性外,還具有高的活性、易加入等特性。適用于新能源、涂層、表面處理等領域。

(3)氧化鋁粉分散液:
該產品是是為適配客戶要求研發的系列產品。通過先進的分散工藝,將氧化鋁粉均勻分散在液體中,形成穩定的分散體系,長時間放置也不易出現團聚,適用于各種涂料、油漆、拋光、電鍍等領域。

小結
寧波國鋒自創立以來,作為高新技術企業,始終聚焦于解決高端氧化鋁粉體國產化的核心痛點。其自主開發的純鋁水解法與嚴苛的質控體系,在保障環境友好性的同時,成功打破了國外技術壁壘,實現了4N/5N級高純氧化鋁粉體、高性能高純氧化鋁研磨介質及透明陶瓷件的自主可控生產。此外,其多元化的高純粉體及分散液產品體系,正不斷賦能軍工電子、航空航天、5G通訊、半導體、LED光電、新能源等關鍵戰略領域,為中國先進制造業的高質量發展提供堅實的“純凈”材料基石。
中國粉體工業萬里行
作者:粉體圈
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