【原创】力争3~5年实现氮化铝产品完全国产替代——访北京科技大学秦明礼教授


来源:中国粉体网   山川

[导读]  在2021第四届新型陶瓷技术与产业高峰论坛期间,我们有幸邀请到了北京科技大学的秦明礼教授做客“对话”栏目,一起来听一听秦教授聊氮化铝!

中国粉体网讯  2021年9月28日至29日,由中国粉体网主办的“2021第四届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”在河南郑州隆重举行。期间,我们邀请了与会专家做客“对话”栏目,本期为您分享的人物专访是来自北京科技大学的秦明礼教授。


北京科技大学秦明礼教授


秦明礼教授是北京科技大学博士生导师,国家“万人计划”科技创新领军人才,科技部“创新人才推进计划”中青年科技创新领军人才,教育部新世纪优秀人才,北京市科技新星,国家863计划主题项目首席专家。秦明礼教授的主要研究方向是粉末冶金与特种陶瓷材料与技术的研究,先后主持了国家自然科学基金、国家863计划、国防科研以及教育部、北京市等省部级课题和企业合作项目40余项。秦明礼教授在ACSNano、Adv.Funct.Mater.、ActaMater.、J.Am.Ceram.Soc.、PowderMetall.等国内外行业权威杂志发表论文200余篇,授权发明专利80余项。他的研究成果在多种高技术装备中获得应用,并在多家企业实现产业化,取得显著的社会和经济效益。获国家技术发明二等奖1项、省部级科技成果奖励一等奖7项。


秦明礼教授主要学术和社会兼职有北京市先进粉末冶金材料与技术重点实验室副主任,中国金属学会粉末冶金分会副主任委员,中国钢协注射成形专业委员会副主任委员,中国材料学会青年委员会常务理事,中国钢协粉末冶金分会常务理事,《粉末冶金技术》副主编。


以下是中国粉体网记者对秦明礼教授的专访内容。


中国粉体网记者:

秦教授您好,首先,请您简单介绍一下北京科技大学在氮化铝领域的创新性研究成果。


秦明礼教授:

在氮化铝方面,目前我们团队主要做了两方面的工作,一个是粉体制备,也就是高品质氮化铝粉体的制备。在粉体制备方面,日本企业做的最好,他们占据了全球70%以上的市场。起初咱们国家使用的粉体主要是从他们那边进口,但是自中美贸易战以来,日本企业对我国实施了禁售,从而导致国内很多企业买不到氮化铝粉体。众所周知,氮化铝非常重要,它是很多国防高端装备生产必不可少的原材料,我们团队一直从事氮化铝粉体制备方面的研究,开发出一种改良的碳热还原法来制备氮化铝粉末,我们叫它前驱体法,这个方法制备的氮化铝粉体纯度、粒度和形貌都非常好,目前已经在厦门钜瓷科技有限公司实现了产业化,也得到了国内市场的认可,众多厂家都已开始大量使用我们生产的粉体。


我们做的第二方面工作就是针对一些复杂形状氮化铝零件加工困难的问题,开发了氮化铝的粉末注射成形技术,它与流延成形一样,是一种粉体成形技术。流延成形的局限性在于它只能用来做片状或板状产品,而粉末注射成型是一种脱胎于塑料注射方法的成型技术,非常适合三维复杂形状的一些零部件的制备。我们团队从上世纪九十年代就已经开始这项成形技术研究,我们用它来加工氮化铝,不需要机械加工,可以直接制备出复杂形状的氮化铝制品。


中国粉体网记者:

请您介绍一下,您团队在氮化铝领域科研成果转化的一些案例,以及您团队能够为产业界提供哪些方面的指导和帮助?


秦明礼教授:

我刚才介绍的氮化铝成果,无论是粉体制备还是注射成形氮化铝零部件的制备,这两项技术都已经实现了产业化。在厦门,有一家企业叫厦门钜瓷科技有限公司,这家企业就是由我们团队成果转化而来的,国内从事氮化铝行业的应该都知道这家企业,国内很多企业已经在大量使用他们生产的氮化铝粉体。相对来说,注射成形氮化铝是一种更前沿的技术,很多人可能还不是很了解,它的发展需要一个过程,我们现在也在和一些产品设计师沟通,让他们了解这项技术,在设计产品的时候,就考虑这项技术,相信通过努力,能使这项技术得到广泛的应用。


中国粉体网记者:

请问,目前,氮化铝粉体及陶瓷制备的技术难点有哪些?国内的氮化铝研发生产水平在全球占有什么样的地位?


秦明礼教授:

氮化铝材料制备的难点是粉体制备,原料是基础,没有原料其他都是空谈。它的难点在于对粒度、形貌、碳氧含量的控制,粉体制备技术是需要长期实践积累的,二十年前我在读书的时候用的也是日本企业的粉体,当时他们的粉体也没有现在这样好,它们也是在逐渐进步,通过长期努力,把粉体质量做到了现在这个水平。我们现在通过努力,粉体技术实现了产业化,粉体质量达到了与他们同等的水平,某些指标甚至更好,相信我们通过产业经验不断积累,也能在产业方面达到甚至超越他们的水平。


中国粉体网记者:

请问:氮化铝粉体及陶瓷产品的市场需求主要有哪些领域?据您了解,国内市场的供应情况如何?


秦明礼教授:

目前氮化铝的需求越来越多,应用也日益广泛。在二十年前,人们对氮化铝的研究热度比现在还高,那时大家都认为氮化铝在很多领域要取代氧化铝,比如在解决功率器件散热问题方面,但那个时候还没有5G、没有智能手机、没有高铁和新能源汽车,那时没有出现一个具体使用氮化铝的功率器件产品,或者说氮化铝的应用场景非常少,市场还没有体现。如今高亮度LED、智能手机、高铁、新能源汽车等等,这些领域功率器件必须要解决的一个问题就是散热问题,各式各样的芯片不断出现,氮化铝的应用场景,对氮化铝的需求量也越来越大。在全球市场方面,日本企业目前还处于绝对垄断地位,国内还处于起步阶段。目前我们国家在军工行业已经逐渐在摆脱依赖于进口的历史,我希望通过我们的努力,在未来3—5年把氮化铝产品做得更好,争取完全实现国产替代。


中国粉体网记者:

您对从事先进陶瓷材料和粉末冶金材料领域的科研人员,尤其是青年学子有何建议、寄语?


秦明礼教授:

我谈一下自己的体会。首先格局要大,在我看来,国家的需求、行业发展的需求就是我们的研究方向,我们北京科技大学原来叫北京钢铁学院,成立的初衷就是为了国家钢铁行业的发展。第二点就是要静下心来,坐得了冷板凳,要有十年磨一剑的决心与耐心。很多人好奇我们团队在氮化铝产业化方面时间并不长,但很快就有不错的结果,原因也很简单,我二十年前就做氮化铝,中间就没有间断过,通过长期的积累,我们了解氮化铝,知道它的脾气、特点,搞科研没有什么一蹴而就,要的就是踏踏实实,一点一点的积累。所以我们要瞄准国家和行业发展的需求,确定好目标,坚持不懈,持续做下去。


中国粉体网记者:

好的,感谢秦教授接受我们的采访,谢谢。


(中国粉体网编辑整理/山川)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除


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作者:山川

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