氮化铝陶瓷是以氮化铝(AIN)为主晶相的陶瓷。氮化铝陶瓷具有热膨胀系数低、热导率高、机械性能好、耐腐蚀性优、电性能优、光传输性好等优异特性,是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料,在电子工业中应用潜力巨大。此外,氮化铝陶瓷还可以应用在金属熔炼坩埚和烧铸模具、高速车刀、轴承、人工关节等领域。
氮化铝陶瓷制备过程包括粉体制备、成型、烧结三个环节。其中,氮化铝粉体的纯度、粒度等性能会对之后的成型、烧结过程产生重要影响,其制备方式主要包括直接氮化法、碳热还原法、自蔓延法、化学气相沉积法等;烧结技术的优劣会直接影响氮化铝陶瓷性能,制备工艺主要有无压烧结、热压烧结、放电等离子体烧结、微波烧结等。
氮化铝陶瓷制备工艺复杂,行业进入技术壁垒高,在全球市场中,具有量产能力的企业主要集中在日本、德国两国,日本是最重要的氮化铝陶瓷产地。中国也具有氮化铝陶瓷生产能力,但企业数量少,制备工艺水平与日本差距较大,产品性能较弱,虽然产能已经达到一定规模,但由于技术水平限制,实际年产量较低,无法满足国内市场需求。
根据新思界产业研究中心发布的
《2019年氮化铝陶瓷项目商业计划书》显示,2018年,我国氮化铝陶瓷产量在500-600吨之间,而市场需求量在1500吨以上,供应缺口巨大,市场对外依存度高。同时,我国氮化铝陶瓷综合性能较差,高性能产品需求基本依靠进口。氮化铝陶瓷是性能优异的新型陶瓷材料,随着我国电子工业技术不断升级,市场对氮化铝陶瓷需求不断增长,国内氮化铝陶瓷生产能力还需不断提升。
由于氮化铝陶瓷生产难度高,市场供应量小,其价格相对高昂,相较于氧化铝陶瓷,我国氮化铝陶瓷应用范围窄、市场规模小。但氮化铝陶瓷是陶瓷材料升级的重要方向,为扩大市场空间,氮化铝陶瓷行业除提高产量以外,降低产品价格也势在必行。降低氮化铝粉体生产成本是降低氮化铝陶瓷价格的重要方式,现阶段氮化铝粉体主要生产工艺存在工艺复杂、成本高、产率低、产品纯度低等问题,在未来发展中,还需不断调整升级。
新思界
行业分析人士表示,高价格与低产量是限制我国氮化铝陶瓷应用范围快速扩大的主要因素,提高生产能力、降低生产成本对氮化铝陶瓷行业发展具有重要意义。与日本、德国相比,我国氮化铝陶瓷行业在技术工艺、产量、产品性能方面存在较大差距,未来发展面临较大挑战,如有企业能够在保证产量的同时提升产品性能,其未来市场占有率将快速扩大。