世界今日讯！高纯氮化硅前景如何?2023年高纯氮化硅发展前景预测
2023-04-27 22:09:44
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一、氮化硅行业概述
(资料图)
氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料。在高纯氮气环境下，通过金属硅粉的原位氮化反应，经过高温高压密封烧成高纯氮化硅。高纯氮化硅具有良好的润滑性、耐磨性、抗热性、抗震性以及化学稳定性，其应用领域十分广泛。氮化硅粉体是制造氮化硅陶瓷的主要原料，氮化硅纯度直接决定了氮化硅陶瓷性能的好坏。
高纯氮化硅具有纯度高、分散性好的特点，主要应用在高端零部件。在自然界中，地壳中氮含量和硅含量十分丰富，但天然氮化硅含量十分稀少，这是由于高纯氮化硅的制备条件很苛刻：制备温度要求严格，温度过高，氮化硅易分解，温度过低，化学反应不完全;气氛的纯度要求高，气氛中不能混有氧气，避免硅元素与氧元素结合生成二氧化硅;氮气纯度要求高，制备添加剂的种类和用量将直接影响氮化硅产物的纯度以及质量，制备过程中需要进行严格的筛选和控制。
二、2023高纯氮化硅行业发展分析
现阶段，将高热导率氮化硅陶瓷用于电子器件的基板材料仍是一大难题。目前国外仅有东芝、京瓷等少数公司能将氮化硅陶瓷基板商用化：例如东芝的氮化硅基片(TSN-90)的热导率为90 W/(m·k)。国内有北京中材人工晶体研究院成功研制的热导率为80 W/(m·k)、抗弯强度为750MPa·m1/2的氮化硅陶瓷基片材料，这与东芝公司的商用氮化硅产品性能相近。
目前国内制备高纯氮化硅的生产工艺已经成熟，其制备方法主要包括硅粉直接淡化法、碳热还原法、化学气相沉积法、溶胶—凝胶法、热分解法、自蔓延高温合成法等。其中硅粉直接淡化法是利用高纯硅粉在高温下和氮气反应生成氮化硅粉体，制备工艺成熟，被广泛应用于化工行业。碳热还原法是将碳与二氧化硅混合，然后在高温状态下通入氮气，根据碳量多少可生成不同产物，使用此方法得到的氮化硅纯度较低。使用溶胶-凝胶法可制得高纯度、超细粒、低成本的氮化硅粉体，但相对生产设备昂贵、工艺复杂。
目前，三驾马车齐头进，奠定腾飞基石。氧化锆方面，公司收购爱尔创之后，从氧化锆粉 体延伸至瓷块、种植牙业务，随后引入战投高瓴、松柏，正式宣布进军齿科领域， 同时放眼整个口腔医疗万亿市场。蜂窝陶瓷方面，随着国六标准逐渐落地，市场空 间有望翻倍至 200 亿;王子制陶 2020 年实现营业收入 2.86 亿，同比增长 58.60%， 市占率迅速提升，利润率位居行业前列，且与威孚高科、潍柴、重汽、玉柴等下游 众多封装企业和车企保持了良好的合作关系。MLCC 粉方面，公司是国内首家掌 握水热法技术制备 MLCC 粉的生产厂家，目前市占率约 30%，绑定三星、中国台湾国巨等知名 MLCC 客户。受益于下游高景气度，三大核心业务为公司长期的业绩高 速增长奠定了坚实的基础。
新材料产业具有高风险、高投入、高回报、长周期等特性，与金融机构传统的服务对象不同，因此新材料产业的融资难度较大。在发达国家，新材料依托传统材料产业，在产业格局及商业模式方面已经发展成熟，对于早期技术研发及产业化有稳定的资金支持，包括银行、政府基金及产业巨头为主的战略投资者等。
氮化硅陶瓷需求端近几年发展快速，对其需求持续攀升，带动氮化硅陶瓷行业快速发展。目前氮化硅陶瓷应用需求不断扩大，市场规模持续增长，2019年全球氮化硅陶瓷市场规模达到2.1亿美元，同比上年增长了5.5%，预计到2025年底市场规模将达到3.1亿美元。
氮化硅陶瓷材料做成轴承材料的一个优势所在，热膨胀系数小，有效防卡死氮化硅陶瓷具有热膨胀系数小，体积受温度变化小的特点，因此有效防止球/密封环卡死，可制成轴承滚珠及机械密封环但氮化硅陶瓷工艺水平要求高，成型难度大，所以一般不用来制备形状复杂的制品。
三、氮化硅行业市场前景分析
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。氮化硅陶瓷的优异的性能对于现代技术经常遇到的高温、高速、强腐蚀介质的工作环境,具有特殊的使用价值。
高纯氮化硅是近年来发展势头较好的一种特种高温结构陶瓷材料，由于高纯氮化硅具有良好的润滑性、耐磨性、抗热性、抗震性以及化学稳定性，其产品应用领域广泛。目前，国内制备高纯氮化硅的生产工艺已经成熟，高纯氮化硅行业发展相对稳定。
目前，国内高纯氮化硅生产技术较成熟，技术创新方面很难有较大的提升，行业处于成熟期，市场需求较稳定。
价格上，高纯氮化硅走过了一条曲折下降之路，从最早的两千元/公斤，到现在的一千多元/公斤，下滑势头明显。相较海外几家大型企业，国内的氮化硅企业在产品生产上采取自主研发设备，而且在价格上采取“薄利多销”的模式，对于快速占领市场更具优势。
大功率散热基板材料要求具有低成本、高电绝缘性、高稳定性、高导热性及与芯片匹配的热膨胀系数(CTE)、平整性和较高的强度等。为了满足这些要求，研究人员将目光投向了金属氧化物、陶瓷、聚合物以及复合材料等。被实际应用的散热基板材料有氧化铝、氮化铝、氧化铍、氮化硅、碳化硅、氮化硼等。
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