關(guān)于兩種常見的陶瓷類高導(dǎo)熱材料的介紹
高導(dǎo)熱材料的種類有很多，其中陶瓷類高導(dǎo)熱材料較好的傳熱性能在現(xiàn)代工業(yè)、國防以及高新技術(shù)等領(lǐng)域中得到了日益廣泛的應(yīng)用。陶瓷類高導(dǎo)熱材料主要以氧化物、氮化物、碳化物、硼化物等為主，今天我們主要介紹一下其中兩種高導(dǎo)熱材料。
1、聚晶金剛石陶瓷（PCD陶瓷）
金剛石的傳熱能力很強(qiáng)，其單晶體在常溫下熱導(dǎo)率理論值為1642W/m·K，實(shí)測值為2000W/m·K。但金剛石大單晶難以制備，且價(jià)格昂貴。聚晶金剛石燒結(jié)過程中往往需要加入助燒劑以促進(jìn)金剛石粉體之間的粘結(jié)，從而得到高導(dǎo)熱材料PCD陶瓷。但在高溫?zé)Y(jié)過程中，助燒劑會(huì)催化金剛石粉碳化，使聚晶金剛石不再絕緣。金剛石小單晶常被作為提高陶瓷熱導(dǎo)率的增強(qiáng)材料添加到導(dǎo)熱陶瓷中，以起到提高陶瓷導(dǎo)熱率的作用。
聚晶金剛石陶瓷既是工程材料，又是新型的功能性高導(dǎo)熱材料。目前，聚晶金剛石陶瓷以其優(yōu)良的力、熱、化學(xué)、聲、光、電等性能，在現(xiàn)代工業(yè)、國防和高新技術(shù)等領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。
2、SiC陶瓷
目前碳化硅（SiC）是國內(nèi)外研究較為活躍的陶瓷類高導(dǎo)熱材料。SiC的理論熱導(dǎo)率非常高，已達(dá)到270W/m·K。但由于SiC陶瓷材料的表面能與界面能的比值低，即晶界能較高，因而很難通過常規(guī)方法燒結(jié)出高純致密的SiC陶瓷。采用常規(guī)的燒結(jié)方法時(shí)，必須添加助燒劑且燒結(jié)溫度必須達(dá)到2050℃以上，但這種燒結(jié)條件又會(huì)引起SiC晶粒長大，大幅降低SiC陶瓷的力學(xué)性能。
SiC陶瓷在石油、化工、微電子、汽車、航天、航空、造紙、激光、礦業(yè)及原子能等工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，碳化硅陶瓷已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高溫軸承、防彈板、噴嘴、高溫耐蝕部件以及高溫和高頻范圍的電子設(shè)備零部件等領(lǐng)域。
除此之外，高導(dǎo)熱材料陶瓷系還有Si3N4陶瓷、BeO陶瓷、AlN陶瓷等等。根據(jù)它們各自性能的不同，可分別運(yùn)用于不同的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)中，隨著科技的發(fā)展，高導(dǎo)熱材料的運(yùn)用會(huì)越來越廣泛。蘇州思萃熱控?fù)碛袑I(yè)的科研隊(duì)伍，開發(fā)了多種高導(dǎo)熱材料產(chǎn)品，可為您定制化提供產(chǎn)品。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動(dòng)的新計(jì)算時(shí)代的發(fā)展，對半導(dǎo)體器件的需求日益增長，同時(shí)也催生了市場對半導(dǎo)體材料的需求，半導(dǎo)體材料行業(yè)迎來快速發(fā)展的黃金期。在國家鼓勵(lì)半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化的政策導(dǎo)向下，本土半導(dǎo)體材料廠商不斷提升半導(dǎo)體產(chǎn)品技術(shù)水平和研發(fā)能力，逐漸打破了國外半導(dǎo)體廠商的壟斷格局，推進(jìn)中國半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化進(jìn)程，促進(jìn)中國半導(dǎo)體材料行業(yè)的發(fā)展。
數(shù)據(jù)顯示，2017-2019年中國半導(dǎo)體材料市場規(guī)模逐年增長，從2017年的76億美元增長至2020年的94億美元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017-2020年全球62座新投產(chǎn)的晶圓廠中有26座來自中國大陸，占比超過40%，成為增速最快的地區(qū)。伴隨著5G時(shí)代的來臨，汽車電動(dòng)化進(jìn)程拉動(dòng)IGBT規(guī)模增長。得益于對清潔能源高速增長的需求，IGBT市場規(guī)模將持續(xù)增長，IGBT市場在2020年的規(guī)模為54億美元，從2020年到2026年將以7.5%的復(fù)合年增長率（CAGR）增長，預(yù)計(jì)2026年市場規(guī)模為84億美元。新能源車應(yīng)用作為IGBT市場規(guī)模的重要增量，2020年市場規(guī)模為為5.09億美元，2020-2026年的復(fù)合年增長率為23%，預(yù)計(jì)2026年新能源車用IGBT市場規(guī)模為17億美元。
隨著5G、智慧物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，中國大陸的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得以在眾多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速與全面布局，正逐步驅(qū)使全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從韓國、中國臺(tái)灣向中國大陸轉(zhuǎn)移。目前，我國已經(jīng)成為最大的半導(dǎo)體市場，并且繼續(xù)保持最快的增速，預(yù)計(jì)半導(dǎo)體市場增長將持續(xù)帶動(dòng)半導(dǎo)體材料行業(yè)快速發(fā)展。
