氮化硅（Si₃N₄）陶瓷由于具有高熱導(dǎo)率、低熱阻、高抗彎強度、高斷裂韌性、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等一系列優(yōu)異的物理特性，被譽為陶瓷材料界的“全能冠軍”。

氮化硅材料在國內(nèi)的發(fā)展，最初是應(yīng)用于碳化硅耐火材料的結(jié)合相、炮泥添加料，隨后用于制造熱電偶保護管、耐磨套等結(jié)構(gòu)件，應(yīng)用發(fā)展從以結(jié)構(gòu)陶瓷瓷為主，不斷向其它應(yīng)用領(lǐng)域擴展。隨著現(xiàn)在新興市場的快速發(fā)展，氮化硅陶瓷基板備受關(guān)注，下游應(yīng)用往高端化轉(zhuǎn)型，要求氮化硅粉體企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)提升，推出高性能粉體產(chǎn)品。

氮化硅粉

對于氮化硅粉體，中期發(fā)展出現(xiàn)了兩個主要分支，即陶瓷用氮化硅粉和光伏用氮化硅粉。在過去的十年，光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，用于光伏上游多晶硅鑄錠環(huán)節(jié)作為石英坩堝涂層脫模劑的氮化硅粉，得以被帶動繁榮發(fā)展，一度成為氮化硅粉體的主要增量市場。但隨著單晶硅工藝的成熟，多晶硅開始退出舞臺，單晶硅不同的生產(chǎn)方式導(dǎo)致這部分氮化硅粉需求逐漸消亡，令一些單一生產(chǎn)光伏級氮化硅粉的企業(yè)生存困難。

小編了解到，河北高富氮化硅材料有限公司正是一家見證了這段技術(shù)更迭的老牌氮化硅企業(yè)，產(chǎn)品涵蓋了陶瓷與光伏兩種方向的氮化硅粉，雖然經(jīng)受了光伏市場萎縮的沖擊，但仍舊在穩(wěn)步向上發(fā)展，為了深入了解兩種方向氮化硅粉的差別，以及高富的后續(xù)發(fā)展規(guī)劃，小編實地拜訪了這家公司，對不同應(yīng)用領(lǐng)域需求的氮化硅粉性能要求加深了了解。

河北高富氮化硅材料有限公司始建于2000年，早期主要生產(chǎn)耐火材料用氮化硅，經(jīng)過二十年的發(fā)展，在陶瓷級和光伏級氮化硅粉的生產(chǎn)上均具有一定的規(guī)模。近年來，公司產(chǎn)品市場不斷拓展，目前已覆蓋華東、華中、華北、華南、西南、西北等全國大部分地區(qū)，并遠銷日本、歐盟等國家和地區(qū)。總經(jīng)理劉久明是無機非金屬材料專業(yè)出身，重視技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新，注重人才梯隊培養(yǎng)。公司多年來已承擔多項省部級科研課題，設(shè)立了“河北省氮化物陶瓷技術(shù)創(chuàng)新中心”，并與清華大學(xué)、天津大學(xué)、石家莊鐵道大學(xué)、河北理工大學(xué)等多所高校合作，設(shè)立氮化硅材料實驗基地。

劉總介紹到，陶瓷級與光伏級氮化硅粉的應(yīng)用需求不同，也就相應(yīng)地有著截然不同的制備工藝，氮化硅粉的制備相對門檻較高，一些只做單一方向粉體生產(chǎn)的企業(yè)短期內(nèi)很難做出轉(zhuǎn)型突破。

（a）陶瓷級Si₃N₄粉       （b）光伏級Si₃N₄粉

高富氮化硅粉

光伏級氮化硅粉比常規(guī)陶瓷級的高純氮化硅粉對純度的要求還要高，因而在工藝制作的每一道工序都要求盡量減少金屬的污染。當粉的加工細度越細時，加工破碎的時間越長，要保證其純度就越困難。而通常陶瓷級氮化硅粉是要求其α相含量高于90%，這是因為α相的活性比β相大，易于燒結(jié)，產(chǎn)品強度高。但高純硅粉由于鐵雜質(zhì)等含量低，并不易于形成很高的α相，因而用于制備光伏級的氮化硅粉工藝需要經(jīng)過適當?shù)恼{(diào)整，才有利于α相的形成。

依次為氮化硅的α相、β相、γ相

實際上當?shù)璺垠w作為脫模劑使用時，并不要求α相達到≥90%這一指標，甚至高β相，能得到更好的使用結(jié)果。

因此，光伏級氮化硅粉的制備研究主要集中在純度（主要是鐵等金屬含量）和粒度方面，而陶瓷級氮化硅粉的重點則在于高α相含量和低氧含量，其燒結(jié)性能是制備出高性能陶瓷的關(guān)鍵。與此同時，對于批次穩(wěn)定性，國內(nèi)的氮化硅粉企業(yè)仍還有很大的提升空間。

高富在這二十年以來，最開始就是做陶瓷級氮化硅粉，只是早期氮化硅陶瓷市場較小，在穩(wěn)步發(fā)展進行技術(shù)積累的同時，高富也順應(yīng)時代發(fā)展切入光伏應(yīng)用領(lǐng)域，并且做到了較大的規(guī)模。而如今技術(shù)的更新改變了市場格局，光伏市場日薄西山，而隨著國內(nèi)氮化硅粉體和燒結(jié)技術(shù)的突破，氮化硅結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷生產(chǎn)成本的大大降低，氮化硅陶瓷的市場正一步步擴大。與此同時，氮化硅陶瓷基板等潛力市場也開始醞釀。

高富及時把握住了市場的發(fā)展趨勢，陶瓷級氮化硅粉的生產(chǎn)技術(shù)積累助力其迅速調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略，而不像其他企業(yè)面臨轉(zhuǎn)型艱難的問題。

值得一提的是，高富雖然是一家做氮化硅粉的老牌企業(yè)，但也擁有整套的陶瓷成型、燒結(jié)和加工設(shè)備生產(chǎn)線，用來評價氮化硅粉體的性能、和陶瓷基板的制造，在談話中劉總展示了高富這幾年用他們自己生產(chǎn)的粉體及基板樣品。

高富生產(chǎn)的氮化硅陶瓷基板

對于公司接下來的發(fā)展重點，劉總強調(diào)會重點關(guān)注陶瓷級氮化硅粉的質(zhì)量方面，并逐步推進氮化硅陶瓷基板的批量生產(chǎn)。

對于高富的發(fā)展歷程，小編深有感觸，高富能在市場的變化中屹立二十余年穩(wěn)步發(fā)展，除了對市場趨勢的把握外，最重要的是始終把技術(shù)研發(fā)儲備放在首位，而且重視下游應(yīng)用產(chǎn)品的質(zhì)量驗證。只有具備與時俱進的創(chuàng)新鉆研精神，將自身的“鐵”打硬了，才能不懼風浪，才能在市場的變革浪潮中屹立不倒。

高富是目前國內(nèi)少數(shù)幾家在高性能氮化硅粉領(lǐng)域有一定產(chǎn)能和質(zhì)量口碑的企業(yè)，希望在劉總的帶領(lǐng)下，高富能夠繼續(xù)激流勇進，將產(chǎn)品質(zhì)量做得更上一層樓。

粉體圈 小吉