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　　精細(xì)陶瓷因原料細(xì)、工藝精而得名，是一種典型的無(wú)機(jī)非金屬材料，因其優(yōu)異的性能受到廣泛關(guān)注，被稱為是繼金屬材料、有機(jī)高分子材料之后的第三項(xiàng)材料。精細(xì)陶瓷按用途分可分為功能陶瓷和工程陶瓷，按其化學(xué)組成可分為氧化物系和非氧化物系陶瓷。其具有廣泛的熱學(xué)、力學(xué)、生化、電磁、光學(xué)和核聚變功能，應(yīng)用于航空航天、機(jī)械、化工等領(lǐng)域。　　精細(xì)陶瓷應(yīng)用雖廣泛，但它擁有一顆易碎的“玻璃心”，顯然提高陶瓷材料的斷裂韌性是擴(kuò)大其應(yīng)用范圍的前提。近年來(lái)，增韌后的精細(xì)陶瓷材料憑借其高強(qiáng)、高硬、高溫抗氧化性和高導(dǎo)熱性等優(yōu)點(diǎn)，受到西北工業(yè)大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)與工業(yè)界的高度重視，已在航空航天領(lǐng)域、電子半導(dǎo)體領(lǐng)域、核工業(yè)領(lǐng)域和新能源等方面廣泛應(yīng)用?！　〉湫偷木?xì)陶瓷材料　　SiCf/SiC復(fù)合陶瓷材料　　SiC是非氧化物陶瓷材料中研究和應(yīng)用廣泛的陶瓷材料。SiC陶瓷具有高強(qiáng)度和高硬度，但其斷裂韌性較低，需要通過(guò)復(fù)合改性提升。用連續(xù)纖維增強(qiáng)SiC陶瓷基體是提高韌性的有效方式，其增韌原理是將連續(xù)纖維作為增強(qiáng)骨架，使其為主要受力單元，同時(shí)在纖維之間填充陶瓷顆粒，將纖維形成統(tǒng)一整體。SiCf/SiC復(fù)合材料由碳化硅纖維(SiCf)增強(qiáng)體和碳化硅(SiC)基體組成，在保留SiC陶瓷原有的高強(qiáng)度、耐高溫等特性的同時(shí)，由于引入了連續(xù)碳化硅纖維，韌性得到大幅提高。SiCf/SiC復(fù)合材料由SiC纖維增強(qiáng)體、界面相、SiC基體和表面防護(hù)涂層四大結(jié)構(gòu)單元組成，其協(xié)同作用決定了材料在高溫極端環(huán)境下的性能。自20世紀(jì)70年代末SiC纖維實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)以來(lái)，連續(xù)碳化硅纖維增韌的碳化硅基復(fù)合材料( SiCf/SiC CMC)一直是研究熱點(diǎn)。SiCf/SiC復(fù)合材料的組成結(jié)構(gòu)示意圖　　　　氧化鋁基復(fù)合陶瓷材料　　氧化鋁(Al2O3)陶瓷熔點(diǎn)高，硬度大，絕緣電阻大，化學(xué)穩(wěn)定性好，具有來(lái)源廣、成本低的優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用廣、產(chǎn)量大的陶瓷材料。但Al2O3陶瓷在高溫條件下抗蠕變性差，容易發(fā)生蠕變破壞導(dǎo)致構(gòu)件失效，為彌補(bǔ)這一致命缺陷，可使用晶須增韌、顆粒增韌、相變?cè)鲰g、纖維增韌等手段進(jìn)行增強(qiáng)。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，將連續(xù)纖維引入陶瓷材料中形成陶瓷基復(fù)合材料(CMCs)是目前有效的增韌方法之一。為了使Al2O3基陶瓷材料獲得較好的增韌效果，增韌纖維必須具有較高的彈性系數(shù)和良好的相容性。常用增韌纖維有碳纖維、SiC纖維和Al2O3纖維，國(guó)外Al2O3纖維的生產(chǎn)及商業(yè)應(yīng)用已經(jīng)成熟，日本和美國(guó)掌握了高強(qiáng)度Al2O3連續(xù)纖維合成技術(shù)?！　〉杌鶑?fù)合陶瓷材料　　氮化硅(Si3N4)陶瓷因具有良好的抗氧化性、高硬度、高強(qiáng)度以及良好的電學(xué)和熱學(xué)性能，是有前途的高溫結(jié)構(gòu)材料之一，被稱為“材料界的全能”。但Si3N4陶瓷自身的硬脆特性，使其在加工過(guò)程中容易形成表面缺陷，極大地降低了Si3N4陶瓷的可靠性。大量研究表明，以Si3N4為基體制備出的復(fù)合陶瓷能有效彌補(bǔ)單一Si3N4陶瓷的劣勢(shì)。不同燒結(jié)工藝制備的Si3N4基復(fù)合陶瓷具有不同的斷裂韌性，其中用Si3N4纖維可有效提高陶瓷基體的斷裂韌性。Si3N4纖維拉伸強(qiáng)度和彈性模量分別可達(dá)1000MPa和300GPa，熱膨脹系數(shù)低，磨損抗力優(yōu)良，主要用來(lái)增強(qiáng)金屬和陶瓷。　　精細(xì)陶瓷材料在各領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀　　在高速飛行器中的應(yīng)用　　高速飛行器等戰(zhàn)略武器在現(xiàn)代軍事和航空領(lǐng)域中扮演著至關(guān)重要的角色，其性能對(duì)于維護(hù)和軍事優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要。其典型熱環(huán)境為高溫、復(fù)雜苛刻的熱-機(jī)械載荷，現(xiàn)有的高溫合金已無(wú)法滿足要求，陶瓷基復(fù)合材料應(yīng)運(yùn)而生。特別是SiCf/SiC復(fù)合陶瓷材料已廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、尾噴管調(diào)節(jié)片和渦輪外環(huán)等熱結(jié)構(gòu)部件，其復(fù)合材料密度約為高溫合金材料的1/4，減重明顯，且工作溫度可達(dá)1400℃，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)大幅簡(jiǎn)化，推力增強(qiáng)。國(guó)內(nèi)以國(guó)防科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院等為代表的研究較為深入，在關(guān)鍵領(lǐng)域成果顯著?！　〈送?，氧化物CMCs(如Al2O3)因其低熱導(dǎo)率和高抗熱震性，被應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)外襯。美國(guó)加州大學(xué)的Zok教授團(tuán)隊(duì)采用溶膠-凝膠浸漬與原位聚合技術(shù)，成功制備了以Nextel 720纖維為增強(qiáng)相的多孔莫來(lái)石和氧化鋁基陶瓷基復(fù)合材料異形件。采用碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的燃燒室部件　　在輕質(zhì)裝甲中的應(yīng)用　　輕型的復(fù)合裝甲是保持現(xiàn)代裝備生存能力的關(guān)鍵。陶瓷纖維和纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的發(fā)展是輕質(zhì)復(fù)合裝甲應(yīng)用的基礎(chǔ)。目前，使用的主要防護(hù)陶瓷材料有B4C、Al2O3、SiC、Si3N4等。作為公認(rèn)的高性能防彈裝甲材料，SiC大量用于制作防彈衣、端頭帽和陶瓷裝甲系統(tǒng)。近十年來(lái)，陶瓷復(fù)合裝甲應(yīng)用逐漸增長(zhǎng)，陶瓷材料已經(jīng)成為裝甲防護(hù)材料的主要選擇?！　‘?dāng)前軍事裝備中，陶瓷復(fù)合材料裝甲在保證防護(hù)性能的前提下，成功將裝甲車輛總重量降低15%-20%。通過(guò)蜂窩結(jié)構(gòu)和多層復(fù)合設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，新型裝甲在保持同等防護(hù)等級(jí)的情況下，較傳統(tǒng)裝甲減重幅度達(dá)到15%。在軍用車輛領(lǐng)域，采用陶瓷復(fù)合裝甲的輕型戰(zhàn)術(shù)車輛整備質(zhì)量控制在5噸以內(nèi)，同時(shí)具備抵御12.7mm穿甲彈的能力。主戰(zhàn)坦克配備的陶瓷復(fù)合裝甲　　在輕兵器中的應(yīng)用　　輕武器是裝備體系的重要組成部分，包括手槍、步槍、機(jī)槍等，其作用是通過(guò)發(fā)射彈丸殺傷或摧毀目標(biāo)。由于常處于高溫、低溫、濕熱、鹽霧等惡劣環(huán)境中，防腐蝕能力尤為關(guān)鍵。相較于傳統(tǒng)的涂層材料，陶瓷涂層與輕質(zhì)金屬的連接結(jié)合有廣泛應(yīng)用需求。　　為進(jìn)一步提高涂層的抗燒蝕能力，自愈合材料應(yīng)運(yùn)而生。如SiC在1100 ℃環(huán)境下生成玻璃態(tài)氧化硅，能起到密封裂紋的作用。利用此原理制成自愈合材料修復(fù)涂層中的裂紋與空隙;為應(yīng)對(duì)海洋的高溫、高鹽、高濕循環(huán)沖擊載荷的作用，三元硼化物金屬陶瓷材料得到了廣泛應(yīng)用?！　≡谏砉苤械膽?yīng)用　　身管是發(fā)射類武器的核心組成零件，身管內(nèi)膛結(jié)構(gòu)包括彈膛、坡膛和線膛，彈膛和線膛由坡膛連接。傳統(tǒng)身管一般由高強(qiáng)度合金鋼制造，隨著發(fā)射時(shí)膛壓的不斷提高和身管壽命的指標(biāo)成倍提高，身管承受的壓力和溫度也越來(lái)越高。利用陶瓷的高硬度、高強(qiáng)度和高溫化學(xué)惰性等特性，可有效減輕身管燒蝕，延長(zhǎng)其使用壽命。SiC、Si3N4和 Sialon等是制作20～30 mm口徑身管內(nèi)襯的理想材料，同時(shí)在外部包覆陶瓷纖維可解決陶瓷脆性問(wèn)題，采用該技術(shù)的身管壽命可提高一半，質(zhì)量減輕高可達(dá)25%，彈丸動(dòng)能提高20%。同時(shí)，在身管內(nèi)壁噴涂納米陶瓷粉末，改善內(nèi)壁光潔度，減小內(nèi)壁磨損，彈丸初速提高可達(dá)15%?！　≡诎雽?dǎo)體中的應(yīng)用　　精細(xì)陶瓷作為新興材料，正在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用。SiC陶瓷具有極高的彈性模量、導(dǎo)熱系數(shù)和較低的熱膨脹系數(shù)等，并且具有的可拋光性，是制造的光刻機(jī)陶瓷部件的材料。除此之外，氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、氧化釔等陶瓷材料均可滿足光刻機(jī)等集成電路制造關(guān)鍵裝備用精密結(jié)構(gòu)件的使用要求，推動(dòng)了我國(guó)集成電路關(guān)鍵裝備的獨(dú)立自主健康發(fā)展。中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院制備的光刻機(jī)用精密碳化硅結(jié)構(gòu)件　　在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，與較于其他封裝材料，陶瓷具有高絕緣性、高化學(xué)惰性、耐腐蝕、導(dǎo)熱性好，以及與硅相近的熱膨脹系數(shù)等特點(diǎn)，是綜合性能較好的基片材料?！　⌒〗Y(jié)　　增韌后的精細(xì)陶瓷材料通過(guò)不斷地材料改性和技術(shù)創(chuàng)新，克服了傳統(tǒng)陶瓷的脆性缺陷，進(jìn)一步拓寬了其應(yīng)用范圍。在航空航天、軍事裝備、輕兵器防護(hù)和半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景和重要的戰(zhàn)略價(jià)值。未來(lái)，隨著對(duì)精細(xì)陶瓷材料組織和性能的深入研究，以及制備工藝的不斷優(yōu)化，精細(xì)陶瓷有望在更多高端技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用?！　?lái)源：　　鄧振軍等：典型精細(xì)陶瓷的組織性能與應(yīng)用現(xiàn)狀分析　　王衍飛：SiCf/SiC陶瓷基復(fù)合材料制備技術(shù)研究進(jìn)展　　張?jiān)铝值龋貉趸X陶瓷增韌的研究進(jìn)展　　華東裝備信息技術(shù)研究院 ：陶瓷基復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用研究　　無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)：陶瓷材料在武器裝備中的應(yīng)用　　解放軍報(bào)　　注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除!進(jìn)粉體產(chǎn)業(yè)交流群請(qǐng)加中國(guó)粉體網(wǎng)編輯部微信：18553902686

　　當(dāng)航天器以數(shù)千米每秒的速度穿越大氣層，表面溫度飆升至 1800℃以上;當(dāng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫高壓下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，核心部件要扛住極端環(huán)境的 “雙重考驗(yàn)”—— 能在這些場(chǎng)景里 “站穩(wěn)腳跟” 的材料，必然得有過(guò)人之處。今天咱們就來(lái)聊聊航空航天領(lǐng)域的 “隱形功臣”：氧化鋁陶瓷棒，看看它到底憑哪些優(yōu)勢(shì)，成了工程師們的 “心頭好”?！　∠日f(shuō)說(shuō)航空航天頭疼的 “高溫難題”。不管是航天器再入大氣層時(shí)的 “熱障”，還是航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的高溫燃?xì)猸h(huán)境，普通金屬材料往往扛不住 —— 比如常用的鈦合金，在 600℃左右就會(huì)出現(xiàn)軟化，更別提上千度的極端溫度。但氧化鋁陶瓷棒不一樣，它的耐高溫性能堪稱 “硬核”：常溫下就能承受 1700℃以上的高溫，即便在持續(xù)高溫環(huán)境中，也不會(huì)出現(xiàn)變形、融化的情況。就拿某型國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，點(diǎn)火裝置需要在 800-1200℃的燃?xì)猸h(huán)境中工作，之前用的金屬部件經(jīng)常因高溫老化失效，換成氧化鋁陶瓷棒后，不僅能穩(wěn)定扛住高溫，使用壽命還直接延長(zhǎng)了 3 倍以上，大大降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)頻率?！　≡倏春娇蘸教祛I(lǐng)域的 “減重剛需”。對(duì)航天器來(lái)說(shuō)，每減輕 1 公斤重量，就能減少數(shù)萬(wàn)元的發(fā)射成本;對(duì)飛機(jī)而言，輕量化更是提升燃油效率、增加航程的關(guān)鍵。氧化鋁陶瓷棒在這一點(diǎn)上堪稱 “性價(jià)比王者”：它的密度只有 3.8g/cm3，比鈦合金(約 4.5g/cm3)輕 15%，比不銹鋼(約 7.9g/cm3)輕一半還多。但輕量化的同時(shí)，它的強(qiáng)度卻沒(méi) “打折”—— 抗彎強(qiáng)度可達(dá) 300MPa 以上，遠(yuǎn)超普通陶瓷，甚至能和部分金屬材料掰手腕。我國(guó)某款低軌通信衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)里，就用氧化鋁陶瓷棒替代了傳統(tǒng)金屬傳動(dòng)桿，不僅讓部件重量減輕了 20%，還因?yàn)樘沾刹牧系牡湍Σ撂匦?，讓衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整的精度提升了 15%，連工程師都夸 “既輕又穩(wěn)”?！　∵€有個(gè)容易被忽視但超關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)：耐腐蝕、抗輻射。太空環(huán)境里有高能粒子輻射，航天器用的肼類推進(jìn)劑還有強(qiáng)腐蝕性;飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)里的燃油、潤(rùn)滑油也會(huì)對(duì)部件產(chǎn)生化學(xué)侵蝕。普通金屬在這些環(huán)境下容易生銹、老化，可氧化鋁陶瓷棒的化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定 —— 它不會(huì)和推進(jìn)劑、燃油發(fā)生反應(yīng)，也不怕太空輻射的 “轟擊”。比如在航天器的燃料輸送管道內(nèi)襯中，氧化鋁陶瓷棒能直接接觸肼類燃料，長(zhǎng)期使用后內(nèi)壁依然光滑無(wú)腐蝕，而之前用的金屬內(nèi)襯，不到半年就會(huì)出現(xiàn)腐蝕斑點(diǎn)，需要頻繁更換。這種 “耐造” 的特性，對(duì)需要長(zhǎng)期在惡劣環(huán)境下工作的航空航天設(shè)備來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)直是 “保命技能”?！　〔坏貌惶崴?“絕緣天賦”。航空航天設(shè)備里滿是精密電子元件，比如導(dǎo)航系統(tǒng)、通信模塊，這些部件對(duì)絕緣性能要求極高 —— 一旦出現(xiàn)漏電，可能直接導(dǎo)致設(shè)備故障。氧化鋁陶瓷棒的體積電阻率高達(dá) 101?-101?Ω?cm，絕緣性能遠(yuǎn)超塑料、橡膠，而且即便在高溫、高濕度環(huán)境下，絕緣性也不會(huì)下降。在某款艦載預(yù)警機(jī)的雷達(dá)系統(tǒng)中，工程師就用氧化鋁陶瓷棒做了電子元件的支撐結(jié)構(gòu)，既能扛住飛機(jī)起降時(shí)的震動(dòng)，又能保障雷達(dá)信號(hào)不被干擾，讓預(yù)警機(jī)在復(fù)雜海況下也能穩(wěn)定 “偵查”?！　∑鋵?shí)這些年，隨著航空航天技術(shù)向深空探測(cè)、高超音速飛行突破，氧化鋁陶瓷棒還在不斷 “升級(jí)”—— 比如加入特殊添加劑提升韌性，或者通過(guò)精密加工做成更復(fù)雜的形狀。未來(lái)不管是載人登月飛船的核心部件，還是高超音速導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)，大概率都能看到它的身影?！　〈蠹移綍r(shí)可能很少關(guān)注這些 “藏在設(shè)備里” 的材料，但正是這些看似普通的陶瓷棒，默默撐起了航空航天事業(yè)的 “安全防線”。

　　01.引言　　氮化鋁(AlN)陶瓷是近年來(lái)電子工業(yè)中一種十分熱門的材料，氮化鋁(AlN)的晶格結(jié)構(gòu)是由鋁原子和氮原子交替排列形成的，這種共價(jià)鍵的結(jié)構(gòu)使得氮化鋁具有優(yōu)異的熱電性能、導(dǎo)熱性能和機(jī)械性能，適用于各種高溫、高頻和高功率應(yīng)用。近些年來(lái)氮化鋁陶瓷基板因其優(yōu)異的熱電性能被廣泛應(yīng)用于航空電子領(lǐng)域?！　〉X陶瓷在綜合性能上表現(xiàn)出更加優(yōu)異的特點(diǎn)，具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：高導(dǎo)熱率(比氧化鋁陶瓷高5-10倍)、出色的電絕緣性能、與硅的熱膨脹系數(shù)相近、較高的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和無(wú)毒等一系列優(yōu)良特性。此外，在極端溫度環(huán)境下，氮化鋁陶瓷表現(xiàn)出的抗熱沖擊性能，適用于各種惡劣的高溫工作環(huán)境，并且與氧化鈹陶瓷相比，氮化鋁粉體不具有毒性。因此氮化鋁陶瓷被視為新一代大功率電子器件封裝的理想材料[1-3]，并有逐步取代劇毒氧化鈹陶瓷和低性能氧化鋁陶瓷的強(qiáng)勁趨勢(shì)[1]?！　lN合成始于1862年，當(dāng)時(shí)曾作為一種固氮?jiǎng)┦褂茫?0世紀(jì)50年代出現(xiàn)了AlN陶瓷材料，70年代中后期，制備出致密的AlN陶瓷，90年代初，出現(xiàn)了高質(zhì)量的AlN封裝基片[4-5]?！　榱朔庋b結(jié)構(gòu)的密封，元器件搭載及輸入、輸出端子的連接等目的，AlN陶瓷基板表面及內(nèi)部均需金屬化，AlN陶瓷的金屬化也是AlN陶瓷應(yīng)用研究的一項(xiàng)重要課題?！　?2.常見(jiàn)金屬化工藝及研究進(jìn)展　　目前已經(jīng)開發(fā)出的AlN陶瓷金屬化方法主要有：薄膜金屬化(如Ti/Pt/Au)、厚膜金屬化(低溫金屬化、高溫金屬化)、化學(xué)鍍金屬化(如Ni)、直接覆銅法(DBC)等[1]?！　?.1 薄膜金屬化[6]　　薄膜金屬化是利用真空蒸鍍、濺射法等氣相沉積方法將金屬材料氣化并附著在陶瓷表面形成一層金屬薄膜，再經(jīng)過(guò)掩膜、刻蝕等流程形成金屬化電路圖案的工藝?！　±碚撋?，該工藝可以通過(guò)蒸鍍或?yàn)R射的方式在各種材料的基板上形成微米級(jí)的均勻金屬薄膜。但由于陶瓷與金屬銅之間的熱膨脹系數(shù)存在較大差異，直接在氮化鋁陶瓷上覆銅會(huì)使金屬層與陶瓷層存在較大的應(yīng)力，影響鍍層與陶瓷的粘結(jié)強(qiáng)度與基板的熱循環(huán)穩(wěn)定性。因此，近年來(lái)多層沉積方法逐漸流行，第 一層一般是Ti層，第二層選擇Cu、Ag、Au等金屬，當(dāng)位錯(cuò)在單層中的滑移與相互作用由于較大的內(nèi)應(yīng)力轉(zhuǎn)移到另一層時(shí)，金屬層內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力也會(huì)得到釋放?！　”∧そ饘倩|(zhì)量高，粘結(jié)強(qiáng)度大，鍍層均勻，圖形加工精細(xì)，但這種方法只能加工很薄的金屬層，并且制備工藝相對(duì)復(fù)雜，包括表面處理、金屬沉積和后續(xù)處理等多個(gè)步驟，需要嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，導(dǎo)致生產(chǎn)制造成本較高，嚴(yán)重制約了其發(fā)展?！　?.2 厚膜金屬化　　厚膜金屬化法，是在陶瓷基板上通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成封接用金屬層、導(dǎo)體(電路布線)及電阻等，經(jīng)燒結(jié)形成釬焊金屬層、電路及引線接點(diǎn)等。厚膜漿料一般由粒度為1.5μm的金屬粉末，添加百分之幾的粘結(jié)劑，再加有機(jī)載體(包括有機(jī)溶劑、增稠劑和表面活性劑等)，經(jīng)球磨混煉而成。厚膜金屬化的步驟一般包括：圖案設(shè)計(jì)和原圖、漿料的制備、絲網(wǎng)印刷、干燥與燒結(jié)[11-12]?！　『衲そ饘倩媒z網(wǎng)印刷的原理如圖所示，首先，在氮化鋁陶瓷基片附著上封裝所需的金屬層或電阻等電子元件。緊接著，金屬層與電阻等電子元件經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)加工粘結(jié)在陶瓷基片表面，實(shí)現(xiàn)了各部分的牢固連接。這種工藝在電子器件封裝和電路布線中具有廣泛的應(yīng)用。導(dǎo)電漿料是影響厚膜金屬化質(zhì)量的關(guān)鍵，其成分主要由金屬粉末(1~5μm)玻璃、粘結(jié)劑、有機(jī)載體球磨混合組成[9]?！　『衲そ饘倩椒ㄟm用的陶瓷種類眾多，工藝簡(jiǎn)單[10]。受限于絲網(wǎng)尺寸以及導(dǎo)電漿料，難以加工60μm以下線寬的導(dǎo)線，金屬層電學(xué)性能與粘結(jié)性能較差，只適用于功率和尺寸要求較低的電子器件，氮化鋁厚膜金屬化所需的導(dǎo)電漿料仍然比較缺乏，市面上成熟的漿料配方并不適用，否則界面會(huì)出現(xiàn)起泡?！　?.3 直接覆銅法(DBC)　　直接覆銅法指通過(guò)熱壓或高溫壓合將銅箔直接鍵合在氮化鋁基板表面的金屬化技術(shù)。直接覆銅法技術(shù)首先由Sun和Burgess于1975年開發(fā)。該方法被應(yīng)用于氧化鋁陶瓷的金屬化，隨著氮化鋁陶瓷的出現(xiàn)推廣，該工藝逐漸應(yīng)用到氮化鋁陶瓷的金屬化?！　∮捎诘X陶瓷的共價(jià)鍵較強(qiáng)，潤(rùn)濕性較差，該工藝的關(guān)鍵步驟就是引入氧元素在氮化鋁表面形成Al2O3薄層，因此粘結(jié)強(qiáng)度與氧化溫度和氧化時(shí)間密切相關(guān)。氮化鋁陶瓷直接覆銅法基本步驟是將銅箔放在氮化鋁基片表面，并在界面增加適量的O元素，將樣品置于1070℃左右的惰性氣體環(huán)境進(jìn)行中高溫熔煉如圖所示，在此過(guò)程中，銅箔的一側(cè)將形成一種Cu-O共晶熔體，使其能夠潤(rùn)濕Cu與Al2O3陶瓷。隨后反應(yīng)得到中間相(CuAlO2或CuAl2O4)從而實(shí)現(xiàn)陶瓷基板和銅箔的化學(xué)冶金結(jié)合[7-8]。　　直接覆銅法制備的AlN陶瓷基板具備優(yōu)異的絕緣性、高散熱速率和較高的硬度等優(yōu)點(diǎn)，能夠承載較大電流，是主流的金屬化方法之一，廣泛應(yīng)用于大功率LED封裝領(lǐng)域。但這種金屬化方法也存在一定的不足：需要通過(guò)高溫預(yù)氧化陶瓷基片和金屬層表面，基板的粘結(jié)強(qiáng)度與對(duì)氧化層的厚度比較敏感，可能會(huì)因過(guò)厚的氧化層與陶瓷基片間的熱膨脹差異而導(dǎo)致微裂紋的產(chǎn)生，粘結(jié)強(qiáng)度也會(huì)因氧化層厚度的降低而減少。該工藝對(duì)加工設(shè)備的要求和加工工藝較高，這將提高加工成本[3]?！　?.4 直接鍍Cu金屬化法(DPC)[12-14]　　DPC是在陶瓷表面注入種子層再通過(guò)電鍍使銅層達(dá)到一定厚度，種子層的注入是利用物理氣相沉積(磁控濺射與真空蒸鍍等)方法在陶瓷表面沉積一層金屬層。物理氣相沉積屬于低溫工藝(300℃以下)，完全避免了高溫對(duì)材料或結(jié)構(gòu)的不利影響，也降低了制造工藝成本，但是此時(shí)制備的基板也有不足，例如，載流能力差，通常在幾至幾十安培?！　〗饘俦∧づc陶瓷的結(jié)合力決定了陶瓷基板的實(shí)用性與可靠性，結(jié)合力則受到范德華力和化學(xué)鍵力等影響，其中，化學(xué)鍵力為主要因素。因此，選用鉻(Cr)、鈦(Ti)、鋁(Al)和銅(Cu)等一些活性較高、有一定擴(kuò)散率的金屬作為過(guò)渡層可以達(dá)到較好的附著性能。從導(dǎo)電性能考慮，應(yīng)選擇銅(Cu)、銀(Ag)和金(Au)等低電阻率的金屬;從焊接性能的要求來(lái)考慮，應(yīng)使用鎳(Ni)和銅(Cu)等高溫穩(wěn)定的金屬。　　DPC有以下特點(diǎn)：工藝操作溫度低，一般在300℃以下，有效避免了高溫對(duì)材料的不利影響;電鍍沉積Cu層的厚度有限;鍍液對(duì)環(huán)境污染大;金屬層與陶瓷層的結(jié)合強(qiáng)度相對(duì)低，導(dǎo)致基板的可靠性較低?！　?.5 氮化鋁激光活化　　氮化鋁激光活化是指利用合適能量的激光的高溫分解氮化鋁陶瓷，從而在氮化鋁陶瓷基片表面析出鋁層的一種金屬化方法。激光活化后可經(jīng)過(guò)鍍銅等增厚方法增加金屬層厚度。該方法可以直接在氮化鋁陶瓷表面畫出金屬線路，并且通過(guò)該方法直接加工出的金屬線路無(wú)需二次處理，所以在氮化鋁陶瓷基板的生產(chǎn)中得到了廣泛使用。　　03.結(jié)語(yǔ)　　AlN陶瓷的金屬化方法上面提到許多，包括薄膜金屬化、厚膜金屬化、化學(xué)鍍金屬化、直接覆銅法及激光金屬化等。每種金屬化方法都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，薄膜金屬化方法加工的金屬層質(zhì)量較高、均勻性良好，但是該工藝受限于高成本的缺點(diǎn)難以大批量加工;厚膜金屬化工藝較為簡(jiǎn)單適用于小批量生產(chǎn)，但是金屬層與氮化鋁陶瓷表面的粘合強(qiáng)度較低;直接覆銅法的金屬層導(dǎo)熱性能與機(jī)械強(qiáng)度較好，粘結(jié)強(qiáng)度較高、適用于大批量生產(chǎn)，但是加工條件較難控制[3];激光金屬化具有工藝步驟少、成本低、效率高、設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，但是，激光金屬化也同樣面臨著許多問(wèn)題，如：金屬化層表面生成團(tuán)聚物并呈多孔性，金屬化層的附著性差和金屬厚度不均等[15]?！　♂槍?duì)這些問(wèn)題，許多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究并提出了解決的辦法，如就激光金屬化的問(wèn)題，選用不同種類的激光器，選用平頂光束來(lái)改善能量分布以及改變實(shí)驗(yàn)的氣體氛圍，通過(guò)這些方法，激光金屬化的效果得到了明顯的改善[15]。因此，隨著研究的深入，AlN陶瓷金屬化的問(wèn)題有望逐一得到解決，相關(guān)技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛。

　　鋁行業(yè)作為國(guó)家戰(zhàn)略級(jí)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其核心產(chǎn)品氧化鋁與原鋁是支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵原材料，廣泛滲透于機(jī)電制造、電力能源、航空航天、船舶汽車、包裝建筑、交通運(yùn)輸及日用消費(fèi)等眾多領(lǐng)域。我國(guó)作為全球鋁產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍者，既是大生產(chǎn)國(guó)也是核心消費(fèi)市場(chǎng)，鋁行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系中占據(jù)著不可替代的支柱地位?！　?1相關(guān)政策　　2025年上半年，國(guó)家出臺(tái)了《鋁產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案(2025-2027年)》《關(guān)于深入推進(jìn)工業(yè)和信息化綠色低碳標(biāo)準(zhǔn)化工作的實(shí)施方案》《關(guān)于有序推動(dòng)綠電直連發(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知》《全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)覆蓋鋼鐵、水泥、鋁冶煉行業(yè)工作方案》以及《赤泥綜合利用行動(dòng)方案》等一系列政策文件，持續(xù)推動(dòng)鋁行業(yè)可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。其中，《鋁產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案(2025-2027年)》明確提出，到2027年，鋁產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性和安全水平明顯提升：原料保障方面，力爭(zhēng)國(guó)內(nèi)鋁土礦資源量增長(zhǎng)3%-5%，再生鋁產(chǎn)量1,500萬(wàn)噸以上;產(chǎn)業(yè)布局方面，鋁加工產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)建設(shè)水平進(jìn)一步提升，電解鋁行業(yè)能效標(biāo)桿水平以上產(chǎn)能占比提升至30%以上，清潔能源使用比例30%以上，新增赤泥的資源綜合利用率15%以上;技術(shù)創(chuàng)新方面，突破一批低碳冶煉、精密加工等關(guān)鍵技術(shù)和高端新材料，培育鋁消費(fèi)新增長(zhǎng)點(diǎn)?！　?2鋁土礦市場(chǎng)　　2025年上半年，國(guó)內(nèi)鋁土礦供應(yīng)維持穩(wěn)定，海外鋁土礦供應(yīng)同比出現(xiàn)較大增長(zhǎng)，疊加全球氧化鋁價(jià)格高位回調(diào)，進(jìn)口鋁土礦價(jià)格下行。雖然二季度海外鋁土礦價(jià)格受政策擾動(dòng)有所反彈，但受制于全球市場(chǎng)整體供應(yīng)寬松及需求增長(zhǎng)有限，進(jìn)口鋁土礦價(jià)格呈現(xiàn)弱勢(shì)震蕩。來(lái)源：中鋁集團(tuán)　　2025年上半年，中國(guó)鋁土礦進(jìn)口量創(chuàng)歷史新高，進(jìn)口1.03億噸，同比增長(zhǎng)33.6%，其中，自幾內(nèi)亞進(jìn)口7,967萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)41.3%，占總進(jìn)口量的77.2%;自澳大利亞進(jìn)口1,648萬(wàn)噸，同比下降7.1%，占總進(jìn)口量的16.0%;其它進(jìn)口國(guó)主要包括土耳其、馬來(lái)西亞、圭亞那、老撾等?！　∠掳肽陣?guó)內(nèi)鋁土礦供應(yīng)預(yù)計(jì)保持穩(wěn)定，進(jìn)口鋁土礦在需求帶動(dòng)下或有所攀升。在沒(méi)有突發(fā)事件擾動(dòng)情況下，下半年中國(guó)鋁土礦進(jìn)口量有望維持高位，預(yù)計(jì)進(jìn)口鋁土礦價(jià)格將呈現(xiàn)窄幅波動(dòng)態(tài)勢(shì)。　　03氧化鋁市場(chǎng)　　2025年上半年，國(guó)內(nèi)氧化鋁價(jià)格呈現(xiàn)階段性調(diào)整態(tài)勢(shì)。年初以來(lái)，國(guó)內(nèi)氧化鋁行業(yè)保持高位開工水平，新增產(chǎn)能有序釋放，供應(yīng)端處于良性擴(kuò)張周期，疊加庫(kù)存的合理累積，市場(chǎng)供需關(guān)系的動(dòng)態(tài)平衡推動(dòng)價(jià)格進(jìn)入理性回調(diào)階段。進(jìn)入5月，隨著部分氧化鋁企業(yè)根據(jù)市場(chǎng)形勢(shì)優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)奏、階段性調(diào)整產(chǎn)量，市場(chǎng)供應(yīng)增量得到合理調(diào)控，同時(shí)幾內(nèi)亞礦權(quán)事件帶來(lái)的原料端不確定性，為市場(chǎng)注入階段性活力，國(guó)內(nèi)氧化鋁價(jià)格順勢(shì)迎來(lái)回升反彈，展現(xiàn)出市場(chǎng)自我調(diào)節(jié)的靈活韌性。2025年上半年國(guó)內(nèi)氧化鋁均價(jià)為3,495元/噸左右，較去年同期相比上漲約3%。數(shù)據(jù)來(lái)源：阿拉丁　　進(jìn)出口方面，上半年中國(guó)氧化鋁呈現(xiàn)凈出口格局，　　消化了部分國(guó)內(nèi)供應(yīng)壓力，累計(jì)出口氧化鋁134萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)65.7%;凈出口達(dá)到107.5萬(wàn)噸?！　?025年下半年，隨著氧化鋁行業(yè)成本企穩(wěn)，利潤(rùn)逐步修復(fù)，預(yù)計(jì)供應(yīng)量較上半年或小幅抬升;同期需求或有小幅增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)價(jià)格將回歸基本面，行業(yè)整體供求關(guān)系保持穩(wěn)定?！　?4原鋁市場(chǎng)　　2025年上半年鋁價(jià)整體呈現(xiàn)震蕩態(tài)勢(shì)。1月份以來(lái)，受海外關(guān)稅政策擾動(dòng)，全球鋁供給鏈不確定性增加，且下游鋁加工企業(yè)需求逐步回暖，推動(dòng)鋁價(jià)攀升。進(jìn)入4月份，美國(guó)激進(jìn)關(guān)稅政策擾動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)預(yù)期，市場(chǎng)恐慌和悲觀情緒蔓延，對(duì)鋁價(jià)形成有效壓制。后續(xù)，隨著全球貿(mào)易環(huán)境逐步趨穩(wěn)，良好消費(fèi)基礎(chǔ)疊加市場(chǎng)庫(kù)存持續(xù)下滑，多種因素整體帶動(dòng)鋁價(jià)回升。2025年上半年原鋁均價(jià)為20,288元/噸左右，較去年同期相比增加約3%。數(shù)據(jù)來(lái)源：長(zhǎng)江有色金屬網(wǎng)　　生產(chǎn)方面，2025年上半年，國(guó)內(nèi)電解鋁生產(chǎn)總體保持穩(wěn)定，產(chǎn)能利用率維持約98%高位。受益于槽型設(shè)備升級(jí)改造以及石墨化陰極等低碳技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)大，中國(guó)電解鋁能耗進(jìn)一步降低，全國(guó)平均鋁液直流電耗及交流電耗同比分別下降0.4%和0.36%，行業(yè)成本競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)優(yōu)化，清潔能源使用比例持續(xù)提升。雖然上半年海外電解鋁有部分新建產(chǎn)能投放，但整體規(guī)模有限，對(duì)供應(yīng)影響相對(duì)較小。需求方面，上半年電網(wǎng)投資、光伏裝機(jī)和新能源車等領(lǐng)域保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，繼續(xù)支撐國(guó)內(nèi)鋁消費(fèi)基本盤。　　2025年下半年，全球電解鋁新增產(chǎn)量依然有限，而消費(fèi)端新能源用鋁增速有望保持穩(wěn)定，電解鋁供應(yīng)端延續(xù)偏緊格局，國(guó)內(nèi)外鋁錠庫(kù)存或繼續(xù)處于近年低位水平。若市場(chǎng)無(wú)突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)事件沖擊，預(yù)計(jì)下半年電解鋁行業(yè)將保持穩(wěn)中向好的運(yùn)行態(tài)勢(shì)?！　?5鋁加工端情況　　2025年上半年，鋁加工端保持著一定的發(fā)展韌性，產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，出口憑借產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力在全球市場(chǎng)占據(jù)一定份額?！靶氯龢印钡刃屡d產(chǎn)業(yè)的崛起，對(duì)鋁加工端的帶動(dòng)作用顯著，推動(dòng)著加工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。在科技創(chuàng)新方面，全行業(yè)積極推進(jìn)裝備升級(jí)和智能化產(chǎn)線建設(shè)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)了在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，在一些高端加工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破。面對(duì)綠色低碳發(fā)展的全球趨勢(shì)，鋁加工企業(yè)積極響應(yīng)“雙碳”目標(biāo)，不斷提升再生原料的利用水平，加大對(duì)綠電資源的利用，推進(jìn)生產(chǎn)流程和工藝的綠色轉(zhuǎn)型，廣泛推廣清潔能源的使用，以適應(yīng)國(guó)際綠色貿(mào)易規(guī)則，助力整個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?？傮w而言，鋁行業(yè)加工端呈現(xiàn)出供需動(dòng)態(tài)平衡、結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化、創(chuàng)新與綠色協(xié)同發(fā)展的良好局面?！　⒖紒?lái)源：中國(guó)鋁業(yè)2025年半年報(bào)、南山鋁業(yè)2025年半年報(bào)

　　粉粒體通常是由固體物質(zhì)聚集而成的集合體，其顯著特征在于單個(gè)固體顆粒的尺寸極小，范圍從幾納米到幾厘米不等。這一特性使得顆粒能夠像液體一樣流動(dòng)，從而便于操作;同時(shí)，也使得顆粒物質(zhì)的混合、成型及復(fù)合成為可能。然而，由于顆粒的表面積相對(duì)于體積而言顯著增加，雖然有利于顆粒表面反應(yīng)和溶解的進(jìn)行，但也可能導(dǎo)致顆粒相互粘結(jié)，從而喪失粉粒體的某些特性?！　榱嗽u(píng)估粉粒體的這些特性和現(xiàn)象，首先需要測(cè)量構(gòu)成粉粒體的各個(gè)顆粒的形態(tài)特征，如尺寸和形狀。接下來(lái)是評(píng)估顆粒本身的性質(zhì)，包括顆粒物理性質(zhì)及其表面結(jié)構(gòu)。此外，還需對(duì)作為整體的粉粒體集合體的特性進(jìn)行測(cè)量，這類測(cè)量可分為干燥狀態(tài)下的粉粒體物理性質(zhì)評(píng)估，以及顆粒分散在溶液(尤其是水溶液中)或高濃度漿料中的特性評(píng)估。　　在粉粒體特性評(píng)估中，通常只需要少量樣品，因此如何從待測(cè)粉粒體中采集適量的樣本是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。為此，需要專門設(shè)計(jì)的設(shè)備和相應(yīng)的測(cè)量技術(shù)?！　〈送猓u(píng)估粉粒體的爆炸性、其在空氣輸送等過(guò)程中的空間濃度及運(yùn)動(dòng)速度，也是構(gòu)建粉體工藝時(shí)所需的重要信息。再者，利用超聲波或氣壓等手段將粉粒體分散至適合測(cè)量的狀態(tài)，對(duì)于顆粒尺寸和形狀的測(cè)定同樣至關(guān)重要。　　日本同志社大學(xué)名譽(yù)教授森康維簡(jiǎn)要介紹了上述各項(xiàng)測(cè)量技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)。　　01　　粒子直徑及粒子形狀的測(cè)量　　用于測(cè)量粒子大小并測(cè)定顆粒所屬粉體粒徑分布的儀器，大致可分為兩類：一類是在將顆粒分散于溶液中的狀態(tài)下(濕法)進(jìn)行測(cè)量的儀器;另一類則是在將顆粒分散于氣流中或形成氣溶膠狀態(tài)(干法)下進(jìn)行測(cè)量的儀器。由于顆粒通常并非完 美的球形，因此不同測(cè)量方法對(duì)“顆粒大小”的定義各不相同?！　【唧w而言，測(cè)量?jī)x器會(huì)根據(jù)測(cè)得的幾何參數(shù)、顆粒的運(yùn)動(dòng)速度或光學(xué)信息，將其換算為等效的球體直徑來(lái)定義顆粒粒徑，這種直徑被稱為顆粒的“代表徑”或“等效徑”。此外，還有兩種不同的測(cè)量方式：一種是統(tǒng)計(jì)相同大小顆粒的數(shù)量，另一種是測(cè)量顆粒的總質(zhì)量;前者稱為“基于數(shù)量”的測(cè)量方法，后者稱為“基于質(zhì)量(體積)”的測(cè)量方法。因此，盡管存在多種粒徑分布測(cè)量方法，但如果不同方法的分布基準(zhǔn)或代表徑不一致，在比較其測(cè)量結(jié)果時(shí)需格外謹(jǐn)慎。代表性的粒徑分布測(cè)定方法　　當(dāng)顆粒粒徑較大且可供測(cè)量的粉體數(shù)量較多時(shí)，使用篩分法較為有效。如果在生產(chǎn)過(guò)程中包含篩分步驟，該方法能夠直接提供與粉體質(zhì)量相關(guān)的粒徑分布數(shù)據(jù)。若同時(shí)需要評(píng)估顆粒形狀，可借助顯微鏡等具備圖像分析功能的設(shè)備。近年來(lái)，得益于CCD相機(jī)和計(jì)算機(jī)性能的提升，市面上出現(xiàn)了能夠結(jié)合其他測(cè)量技術(shù)(如電檢測(cè)帶法、激光衍射/散射法等)的儀器，這些儀器可在測(cè)量粒徑的同時(shí)評(píng)估顆粒的分散狀態(tài)和形狀。許多粒徑分布測(cè)量方法都遵循JIS或ISO標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了測(cè)量原理、使用注意事項(xiàng)以及測(cè)量結(jié)果的不確定性評(píng)估方法。在使用粒徑分布測(cè)量?jī)x器時(shí)，建議務(wù)必查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容?！　?2　　粒子物理性質(zhì)的測(cè)量　　用于測(cè)量構(gòu)成粉粒體的各個(gè)顆粒物理特性的設(shè)備中，用于評(píng)估顆粒密度的重要測(cè)量?jī)x器堪稱粉體工藝設(shè)計(jì)與運(yùn)行中不可或缺的工具。然而，由于顆粒內(nèi)部可能存在空洞，表面可能存在微孔，某些測(cè)量方法可能無(wú)法檢測(cè)到這些結(jié)構(gòu)，因此其測(cè)量結(jié)果可能與物質(zhì)的實(shí)際密度存在差異?；诖?，顆粒密度有時(shí)也被稱作“表觀密度”。需要說(shuō)明的是，將粉粒體放入容器后測(cè)得的密度稱為堆積密度，該密度與粉粒體的填充特性密切相關(guān)?！　☆w粒的物理特性包括：力學(xué)強(qiáng)度特性(如硬度、彈性模量、破壞強(qiáng)度等)、聲學(xué)特性(顆粒間或顆粒與設(shè)備壁碰撞產(chǎn)生的聲音特性，以及粉粒體層中聲音的衰減特性)、光學(xué)特性(光、X射線、中子線等電磁波與顆粒的相互作用特性，具體表現(xiàn)為顆粒對(duì)電磁波的吸收與散射現(xiàn)象，以及顆粒的折射率)、磁學(xué)特性(磁滯力、磁化特性、磁各向異性)以及電學(xué)特性(介電特性、電導(dǎo)特性、帶電特性)等。力學(xué)強(qiáng)度特性和光學(xué)特性有時(shí)會(huì)針對(duì)單個(gè)顆粒進(jìn)行測(cè)量，但大多數(shù)物理特性都是以粉粒體整體為單位進(jìn)行研究的?！　≡陬w粒的化學(xué)特性評(píng)估方面，主要包括確定構(gòu)成顆粒物質(zhì)的成分、顆粒表面的官能基團(tuán)，以及顆粒的結(jié)晶性和晶體結(jié)構(gòu)。雖然某些化學(xué)特性也是針對(duì)單個(gè)顆粒進(jìn)行研究的，但通常更傾向于將它們作為粉粒體的整體特性來(lái)進(jìn)行分析?！　?3　　粒子表面結(jié)構(gòu)的測(cè)量　　粉粒體的一個(gè)顯著特點(diǎn)是具有較大的表面積，因此評(píng)估其表面積非常重要。通常，比表面積是通過(guò)測(cè)量氮分子的吸附量來(lái)計(jì)算的，但此時(shí)粒子表面組成與吸附分子之間的相互作用(即吸附強(qiáng)度)可能會(huì)成為影響測(cè)量結(jié)果的因素。為此，有時(shí)也會(huì)使用與氮?dú)庀啾认嗷プ饔幂^弱的稀有氣體作為吸附物質(zhì)。通過(guò)將比表面積的測(cè)量結(jié)果與相應(yīng)的表面結(jié)構(gòu)模型相結(jié)合，可以估算出粉粒體表面的孔徑分布?！　≡谀承┣闆r下，測(cè)量特定物質(zhì)的吸附量同樣十分關(guān)鍵。例如，水始終存在于大氣中，而水的吸附特性會(huì)對(duì)粉粒體的流動(dòng)狀態(tài)產(chǎn)生顯著影響。市面上已經(jīng)出現(xiàn)了專門用于測(cè)量粉粒體在大氣中吸附水分量的儀器(即水分計(jì))。此外，還有一種測(cè)量方法：在粉粒體層表面滴加液滴，通過(guò)測(cè)量液滴的接觸角或液體的滲透速度來(lái)評(píng)估其潤(rùn)濕性能?！　?4　　粉粒體特性　　在大氣中或干燥狀態(tài)下儲(chǔ)存的粉粒體的性質(zhì)，能體現(xiàn)其自身的特性，并且與粉粒體在各種工藝過(guò)程中的行為密切相關(guān)。例如，直接影響粉粒體堵塞現(xiàn)象的特性包括流動(dòng)性及安息角(即粉粒體自然堆積時(shí)的傾斜角度)。填充特性(即堆積密度)同樣十分重要;尤其是通過(guò)振動(dòng)或敲擊等方式使粉粒體發(fā)生壓實(shí)后的密度(稱為“敲擊堆積密度”)，也與堵塞現(xiàn)象密切相關(guān)?！　〈送?，測(cè)量粉粒體的剪切強(qiáng)度特性及粘附力也很重要，因?yàn)檫@些參數(shù)有助于了解在粉粒體堆積狀態(tài)下需要施加多大的力才能使其發(fā)生崩塌。此外，粉粒體對(duì)設(shè)備或容器壁的摩擦特性及磨損特性同樣需要了解，這對(duì)于選擇設(shè)備材料及確保使用安全性至關(guān)重要?！　?5　　粒子懸浮液特性與漿料特性　　當(dāng)顆粒分散在溶液中時(shí)，這種狀態(tài)被稱為顆粒懸浮液;當(dāng)顆粒濃度較高時(shí)，則被稱為漿料。表征這種狀態(tài)下粉粒體特性的一個(gè)典型參數(shù)是ζ電位(Zeta Potential)。ζ電位被用作判斷顆粒能否在溶液中保持分散狀態(tài)，或者是否會(huì)發(fā)生凝聚或分層現(xiàn)象(從而將高濃度懸浮液與低濃度懸浮液分離開的指標(biāo))。許多ζ電位測(cè)量?jī)x器既可以用于濕法顆粒粒徑分布的測(cè)定，也可以在同一設(shè)備上進(jìn)行相關(guān)測(cè)量。此外，還配備了利用離心力等手段來(lái)快速、直接評(píng)估顆粒凝聚與分散特性的測(cè)量?jī)x器?！　{料的粘度和彈性(即流變特性)對(duì)于了解其動(dòng)態(tài)行為至關(guān)重要?！　?6　　采樣與縮分　　在粉粒體測(cè)量中，所需的粉粒體量通常與實(shí)際存在的粉粒體總量相比微不足道，因此必須確保所采集的粉粒體能夠真實(shí)代表整體情況。這種采集操作被稱為“采樣”。建議從流動(dòng)狀態(tài)的粉粒體中進(jìn)行采樣，因?yàn)閺亩逊e狀態(tài)的粉粒體中獲取代表性樣本會(huì)較為困難——當(dāng)具有粒徑分布的粉粒體被放入容器中并發(fā)生堆積時(shí)，容易產(chǎn)生顆粒偏析現(xiàn)象。也就是說(shuō)，對(duì)于發(fā)生顆粒偏析的堆積物，需要從多個(gè)不同位置采集粉粒體并混合后作為代表性樣本，但很難確認(rèn)這種混合樣本是否滿足代表性樣本的要求。　　如果獲得的代表性樣本量超過(guò)了測(cè)量所需的量，就需要從中分出所需的量。這一操作稱為“縮分”，常用的方法有圓錐四分法，或者使用二分器、旋轉(zhuǎn)縮分器等設(shè)備。在此過(guò)程中，同樣需要注意避免顆粒偏析的發(fā)生，以確保獲得準(zhǔn)確的測(cè)量樣本?！　?duì)于分散在空氣中的氣溶膠顆粒，通常會(huì)使用能夠?qū)崿F(xiàn)等速抽吸的裝置進(jìn)行采樣，以獲得具有代表性的樣本?！　?7　　其他　　如果在對(duì)粉粒體進(jìn)行粒徑測(cè)量時(shí)其仍處于凝聚狀態(tài)，那么將無(wú)法獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。因此，通常會(huì)使用一種稱為“分散機(jī)”的設(shè)備對(duì)粉粒體進(jìn)行預(yù)處理，以使其分散開來(lái)。在濕法粒徑測(cè)量中，除了使用分散劑(表面活性劑)外，利用超聲波分散機(jī)或超聲波均質(zhì)機(jī)進(jìn)行分散處理效果顯著。　　而對(duì)于干法分散而言，很難實(shí)現(xiàn)完全均勻的狀態(tài)，因此更適宜在能夠再現(xiàn)粉體在加工過(guò)程中實(shí)際狀態(tài)的情況下進(jìn)行粒徑測(cè)量，此時(shí)多采用在線測(cè)量?jī)x器。這類儀器有時(shí)也被用于檢測(cè)粉粒體在空氣輸送過(guò)程中的濃度及移動(dòng)速度?！　〈送猓€存在著專門用于檢測(cè)粉粒體爆炸性的儀器。當(dāng)粉粒體的粒徑小于500微米時(shí)，它們可能因火花或靜電等因素而引發(fā)燃燒或爆炸。不僅鎂粉、鋁粉、煤炭等物質(zhì)會(huì)爆炸，小麥粉等谷物類、糖粉以及軟木粉也同樣具有爆炸性。用于研究這些物質(zhì)爆炸條件的試驗(yàn)裝置屬于粉體特性評(píng)估設(shè)備，為粉體加工過(guò)程中的防火與防爆措施提供了不可或缺的信息。

　　一性能好，產(chǎn)量高，前途亮眼的它　　氧化鋁陶瓷是一種高性能陶瓷材料，由于其優(yōu)異的物理、化學(xué)性質(zhì)，在高溫、高強(qiáng)度、高耐磨、高絕緣等苛刻環(huán)境下得到廣泛應(yīng)用。其發(fā)展歷史可以追溯到19世紀(jì)末。氧化鋁陶瓷由于其高強(qiáng)度和剛度，是受歡迎的氧化物陶瓷之一。同時(shí)氧化鋁陶瓷由于其通用的機(jī)械、電氣和光學(xué)性能，用于許多現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域。　　氧化鋁陶瓷硬度大，洛氏硬度在HRA80-90。氧化鋁陶瓷的耐磨性能是相當(dāng)于錳鋼的266倍、高鉻鑄鐵的171.5倍，在同等的工況下它可至少延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命十倍。氧化鋁陶瓷材料的密度為3.7~3.95 g/cm3，僅僅是鋼鐵的一半，可以大大減輕設(shè)備負(fù)荷。同時(shí)還具有導(dǎo)熱系數(shù)高、電阻率和熱穩(wěn)定性好、介電常數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，是新一代微電子器件和系統(tǒng)的材料。來(lái)源：潮州三環(huán)集團(tuán)　　陶瓷基板行業(yè)是一個(gè)快速發(fā)展的新興行業(yè)。得益于下游電子元器件、光伏、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車、半導(dǎo)體、機(jī)械制造等眾多市場(chǎng)需求的增加，全球陶瓷基板行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。根據(jù)Maxmize Market Research 的報(bào)告，到了2021年，全球陶瓷基板市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到65.9億美元，并預(yù)計(jì)到2029年，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到109.6億美元，年均增長(zhǎng)率約為6.57%。　　近年來(lái)，氧化鋁陶瓷基板下游應(yīng)用領(lǐng)域與需求量不斷擴(kuò)展，市場(chǎng)規(guī)模呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。從產(chǎn)量來(lái)看，我國(guó)氧化鋁陶瓷基板產(chǎn)量從2011年的4.07億片增長(zhǎng)到2022年的14.95億片。2024年，我國(guó)氧化鋁陶瓷基板產(chǎn)量增長(zhǎng)至19.87億片，需求量增長(zhǎng)至16.39億片，市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)至10.97億元。預(yù)計(jì)至2029年，我國(guó)氧化鋁陶瓷基板產(chǎn)量將增長(zhǎng)至46.08億片，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)17.45%。從需求量來(lái)看，我國(guó)氧化鋁陶瓷基板需求量從2011年的3.47億片增長(zhǎng)至2022年的12.28億片。預(yù)計(jì)至2029年，我國(guó)氧化鋁陶瓷基板需求總量將增長(zhǎng)至39.98億片，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)18.37%。數(shù)據(jù)來(lái)源：智研咨詢　　二“多才多藝”，應(yīng)用廣泛的它　　氧化鋁陶瓷基板廣泛應(yīng)用于下游電子元件、光伏、電動(dòng)汽車等新興領(lǐng)域。隨著上述新興領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，將帶動(dòng)氧化鋁陶瓷基板市場(chǎng)需求的不斷增加?！　?1)電子元器件對(duì)氧化鋁陶瓷基板的需求　　氧化鋁陶瓷基板是制造片式電阻的基底材料。片式電阻的生產(chǎn)使用需要氧化鋁陶瓷基板良好的絕緣性、導(dǎo)熱性和機(jī)械強(qiáng)度特性，同時(shí)平整、尺寸精確的基板，還可以保證電阻漿料的印刷到位。薄膜片式電阻器 來(lái)源：松 下電器　　片式電阻器作為電路中基礎(chǔ)、常用的被動(dòng)電子元器件，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)、家用電器、空間通信、航空航天等終端領(lǐng)域的電子電路。隨著5G通訊的高速發(fā)展，片式電阻需求量將日益增長(zhǎng)。另一方面，與傳統(tǒng)引線電阻相比，片式電阻有小型化、輕量化、高穩(wěn)定性、高可靠性、價(jià)格低、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)。由于終端用戶對(duì)產(chǎn)品小型化、輕型化趨勢(shì)的不斷追求，片式電阻未來(lái)還會(huì)在其他更廣泛的領(lǐng)域取代引線電阻，下游 行業(yè)需求量將進(jìn)一步增長(zhǎng)。據(jù)Global Info Research數(shù)據(jù)，2021年全球片式電阻收入大約187,370.00萬(wàn)美元，預(yù)計(jì)2028年達(dá)到412,510.00萬(wàn)美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)12%。　　(2)光伏儲(chǔ)能對(duì)氧化鋁陶瓷基板的需求　　我國(guó)是光伏產(chǎn)品輸出大國(guó)，行業(yè)內(nèi)普遍使用無(wú)污染、散熱性好、穩(wěn)定性高的陶瓷基板作為光伏逆變器、太陽(yáng)能電池板的重要部分。氧化鋁陶瓷基板具有良好的絕緣性和穩(wěn)定性，耐擊穿電壓高，能夠瞬間承受高電流、高電壓的突變，以保證器件及系統(tǒng)的正常工作;陶瓷和芯片的熱膨脹系數(shù)接近，不會(huì)在溫差劇變時(shí)產(chǎn)生太大變形從而發(fā)生線路脫焊，內(nèi)應(yīng)力等問(wèn)題。同時(shí)，氧化鋁陶瓷基板還具有更高的熱導(dǎo)率，散熱性能良好，能夠在戶外高低溫等惡劣環(huán)境下工作，以提高光伏系統(tǒng)的使用壽命。光伏逆變器 來(lái)源：正泰電源　　在全球光伏產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的推動(dòng)下，光伏逆變器市場(chǎng)近年來(lái)保持了飛快發(fā)展態(tài)勢(shì)。2017年以來(lái)全球光伏逆變器出貨量快速上漲，出貨量從2017年的98.5GW上升到2022年的326.6GW，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到27.09%。中國(guó)光伏逆變器產(chǎn)量則更是由2014年的16.3GW增加至2022年的169.3GW，年均復(fù)合增速達(dá)33.99%。未來(lái)，氧化鋁陶瓷基板在光伏領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的市場(chǎng)空間?！　?3)電動(dòng)汽車對(duì)氧化鋁陶瓷基板的需求　　氧化鋁陶瓷基板作為正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC熱敏電阻)的絕緣散熱材料，廣泛應(yīng)用于純電動(dòng)汽車的熱空調(diào)中?！　TC加熱裝置具有能耗低，對(duì)過(guò)載電流反應(yīng)迅速，性能穩(wěn)定可靠;無(wú)極性，交直流都可用;體積小，大工作電流可達(dá)數(shù)十安培;恒溫發(fā)熱，無(wú)明火，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，是電動(dòng)汽車熱源的優(yōu)良選擇。　　近年來(lái)，汽車消費(fèi)量隨著人民生活水平的提高不斷增加，同時(shí)，電動(dòng)汽車也將逐步替代傳統(tǒng)燃油汽車成為汽車行業(yè)的主流類型，電動(dòng)汽車產(chǎn)量的迅速增加勢(shì)必將增加對(duì)PTC加熱裝置及氧化鋁陶瓷基板的需求。2022年，我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)量為495.9萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)105.4%。預(yù)計(jì)至2030年，我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)量將超過(guò)1,500萬(wàn)輛，為汽車產(chǎn)業(yè)及道路交通碳達(dá)峰奠定基礎(chǔ)。氧化鋁陶瓷基板在電動(dòng)汽車行業(yè)的市場(chǎng)前景廣闊。來(lái)源：比亞迪　　參考來(lái)源：　　智研咨詢、巨潮資訊網(wǎng)　　鄭晨明，氧化鋁陶瓷粉體合成方法的探究與優(yōu)化　　浙江新納材料、九豪精密、比亞迪、正泰電源、松 下電器等公司公開資料

　　來(lái)源：中國(guó)粉體網(wǎng) 山川　　標(biāo)簽氧化鋁高純氧化鋁氧化鋁陶瓷增韌技術(shù)陶瓷脆性 [導(dǎo)讀] 氧化鋁陶瓷增韌?！　≈袊?guó)粉體網(wǎng)訊　　作為先進(jìn)陶瓷材料家族中為古老的一個(gè)成員，Al2O3陶瓷具有其他陶瓷材料不可比擬的優(yōu)異性能，如低成本、高強(qiáng)高硬、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等，在國(guó)防工業(yè)、航空航天以及生物醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用?！　∪欢?，與眾多單體陶瓷材料類似，Al2O3陶瓷晶體結(jié)構(gòu)中原子排列的特征決定了其無(wú)法具有類似于金屬材料的塑性變形能力，因此在斷裂過(guò)程中除了通過(guò)產(chǎn)生新的斷裂面來(lái)增加表面能之外，幾乎沒(méi)有其他消耗斷裂能的方式，這導(dǎo)致了Al2O3陶瓷的一個(gè)致命弱點(diǎn)——脆性。　　Al2O3陶瓷的脆性本質(zhì)是難以改變的，但可以采取一些途徑予以改善。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，形成了以引入增韌相材料為主的提升Al2O3陶瓷韌性的方法?！　☆w粒增韌　　顆粒增韌是提高陶瓷材料韌性的簡(jiǎn)單方法。對(duì)Al2O3陶瓷而言，顆粒增韌相材料主要是高延性的金屬顆?；蚋邚椥阅Ａ康姆墙饘兕w粒?！　∽鳛樵鲰g相，金屬顆粒主要是通過(guò)顆粒拔出、塑性變形等增韌機(jī)制促使Al2O3基體裂紋偏轉(zhuǎn)。此外，金屬顆?？梢砸欢ǔ潭壬弦种艫l2O3晶粒生長(zhǎng)，進(jìn)而改善Al2O3陶瓷的燒結(jié)特性。常見(jiàn)的金屬顆粒主要有Al、Ni、Ti、Cu和Fe等?！　∪欢捎诮饘兕w粒的彈性模量一般低于Al2O3陶瓷，因此金屬顆粒增韌Al2O3復(fù)合材料具有相對(duì)偏低的硬度和強(qiáng)度。作為增韌相，高彈性模量的非金屬顆粒能夠提高Al2O3陶瓷的韌性，其增韌機(jī)制主要有顆粒拔出、釘扎和裂紋偏轉(zhuǎn)、橋聯(lián)等。常見(jiàn)的非金屬顆粒主要有SiC、Si3N4、TiC等。 來(lái)源：浙江蔚藍(lán)航盾精密陶瓷科技有限公司　　相變?cè)鲰g　　純ZrO2在1000℃附近有固相轉(zhuǎn)變：正方相(t)→單斜相(m)，屬于馬氏體轉(zhuǎn)變，將產(chǎn)生約3%~5%的體積膨脹。當(dāng)裂紋擴(kuò)展進(jìn)入含有t-ZrO2晶粒的區(qū)域時(shí)，在裂紋尖 端應(yīng)力場(chǎng)的作用下，在裂紋尖 端形成過(guò)程區(qū)，即過(guò)程區(qū)內(nèi)的t-ZrO2將發(fā)生t→m相變，因而除產(chǎn)生新的斷裂表面而吸收能量外，還因相變時(shí)的體積效應(yīng)(膨脹)而吸收能量。同時(shí)由于過(guò)程區(qū)內(nèi)t→m相變粒子的體積膨脹而對(duì)裂紋產(chǎn)生壓應(yīng)力，阻礙裂紋擴(kuò)展。具體體現(xiàn)在裂紋尖 端應(yīng)力強(qiáng)度因子降低，即應(yīng)力誘發(fā)的這種組織轉(zhuǎn)變消耗了外加應(yīng)力，降低了裂紋尖 端應(yīng)力強(qiáng)度因子。相對(duì)而言，即是提高了材料的裂紋尖 端臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子--斷裂韌性。 ZTA陶瓷，來(lái)源：法國(guó)Nanoe 將ZrO2的t→m相變韌化作用及由于t→m相變而派生出來(lái)的顯微裂紋韌化與殘余應(yīng)力韌化作用引入Al2O3基體(即ZTA陶瓷)，可使韌性得到顯著提高。　　纖維、晶須增韌　　用纖維(或晶須)以一定的方式加入到陶瓷的基體中去，一方面可以使高強(qiáng)度的纖維(晶須)來(lái)分擔(dān)外加的負(fù)荷，另一方面可以利用纖維(或晶須)與陶瓷基體的弱的界面結(jié)合來(lái)造就對(duì)外來(lái)能量的吸收系統(tǒng)，從而達(dá)到改善陶瓷材料脆性的目的。 碳納米管與石墨烯自發(fā)現(xiàn)以來(lái)，一直是國(guó)際上眾多科學(xué)家關(guān)注和研究的前沿性課題，目前已有研究人員將其引入氧化鋁陶瓷中，發(fā)現(xiàn)其可以起到增韌氧化鋁陶瓷的作用?！　?fù)合增韌　　隨著對(duì)Al2O3陶瓷增韌的研究深入，為充分利用不同增韌方法的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)各自的不足，形成了多元協(xié)同增韌方法，即通過(guò)兩種及以上的一元增韌方法協(xié)同作用進(jìn)一步提高增韌效果的方法。多元協(xié)同增韌方法已受到研究人員的廣泛關(guān)注，常見(jiàn)的多元協(xié)同增韌方法有：顆粒/晶須、顆粒/相變、相變/晶須、石墨烯(碳納米管)/顆粒(或相變、晶須)等。 例如，將ZrO2相變?cè)鲰g和晶須增韌這兩種增韌同時(shí)應(yīng)用到Al2O3陶瓷中，產(chǎn)生十分明顯的增韌效果。 納米技術(shù)增韌 1987年德國(guó)的Karch等人首 次報(bào)道了所研制的納米陶瓷具有高韌性與低溫超塑性行為，其研究結(jié)果第 一次向世界展示了納米陶瓷潛在的優(yōu)異性能，為解決長(zhǎng)期困擾人們的陶瓷的脆性問(wèn)題提供了一條新的思路。 在1990年，科學(xué)家Cahn指出：“納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰(zhàn)略途徑”。 一方面，納米陶瓷由于晶粒的細(xì)化，晶界數(shù)量會(huì)大大增加，同時(shí)納米陶瓷的氣孔和缺陷尺寸減小到一定尺寸就不會(huì)影響到材料的宏觀強(qiáng)度，結(jié)果可使材料的強(qiáng)度、韌性大大增加。另一方面，在陶瓷基體中引入納米分散相并進(jìn)行復(fù)合，不僅可大幅度提高其強(qiáng)度和韌性，明顯改善其耐高溫性能，而且也能提高材料的硬度、彈性模量和抗高溫蠕變等性能。因此，氧化鋁陶瓷納米化及納米復(fù)合目前已成為改善其斷裂韌性的重要途徑之一?！　∽栽鲰g　　通過(guò)引入添加劑或晶種來(lái)誘導(dǎo)等軸狀A(yù)l2O3晶粒異向生長(zhǎng)成為如板狀、棒狀、長(zhǎng)柱狀形貌的晶粒來(lái)形成自增韌Al2O3陶瓷得到了廣泛的研究。其增韌機(jī)制是類似于晶須對(duì)材料的裂紋橋聯(lián)增韌、裂紋偏轉(zhuǎn)和晶粒拔出效應(yīng)，其中橋聯(lián)增韌是主要增韌機(jī)制?！　⒖紒?lái)源： [1]張?jiān)铝值?氧化鋁陶瓷增韌的研究進(jìn)展 [2]路學(xué)成等.氧化鋁陶瓷增韌技術(shù)及機(jī)理 [3]張敬強(qiáng).氧化鋁陶瓷增韌的研究現(xiàn)狀 [4]黃勇等.氧化鋁陶瓷增韌研究進(jìn)展 (中國(guó)粉體網(wǎng)/山川) 注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除

　　氧化鋁，是一種無(wú)機(jī)化合物，化學(xué)式為Al2O3，由鋁元素和氧元素組成，是鋁在自然界中常見(jiàn)的存在形式之一。　　在現(xiàn)代工業(yè)的龐大體系中，氧化鋁扮演著舉足輕重的角色，作為鋁產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵一環(huán)(這類是冶金級(jí)氧化鋁)，它連接著上游的鋁土礦開采與下游的鋁產(chǎn)品制造，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。非冶金級(jí)氧化鋁作為眾多行業(yè)的基礎(chǔ)材料同樣是無(wú)處不在?！　“⒗?ALD)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2024年全球十大氧化鋁生產(chǎn)商合計(jì)產(chǎn)量約為9694萬(wàn)噸，同比上漲2.86%。從集團(tuán)數(shù)量看，中外企業(yè)各占五席，其中五家中國(guó)企業(yè)集團(tuán)分別是中鋁集團(tuán)、中國(guó)宏橋、信發(fā)集團(tuán)、三門峽鋁業(yè)和博賽集團(tuán)，合計(jì)產(chǎn)量約為6182萬(wàn)噸，占比為63.77%?！　?shù)據(jù)來(lái)源：各公司年報(bào)、阿拉丁　　五家國(guó)外企業(yè)集團(tuán)分別為美國(guó)鋁業(yè)、力拓集團(tuán)、俄鋁、海德魯和南拓32，合計(jì)產(chǎn)量3512萬(wàn)噸，占比為36.22%?！　⌒【幱诮谕ㄟ^(guò)《2025中國(guó)氧化鋁十大企業(yè)榜單》一文對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)做過(guò)盤點(diǎn)，對(duì)5家全球前十的國(guó)內(nèi)氧化鋁企業(yè)已做介紹，本文不再贅述。下面為國(guó)外5家氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)盤點(diǎn)。拓展閱讀：2025中國(guó)氧化鋁十大企業(yè)榜單?！　∶绹?guó)鋁業(yè)公司的前身是在1888年建于匹茲堡的一家鋁業(yè)公司。當(dāng)時(shí)，鋁在地球上蘊(yùn)藏豐富，但提煉單質(zhì)的鋁卻十分困難。然而，年輕的查爾斯·霍爾(Charles Hall)發(fā)明了用電解方式生產(chǎn)單質(zhì)鋁的方法，并于1889年獲得。他與艾爾弗雷德·亨特(Alfred E. Hunt)船長(zhǎng)合作，投資建廠，開始批量生產(chǎn)鋁。這一時(shí)期，鋁的產(chǎn)量不斷上升，價(jià)格不斷下跌，使得鋁這種曾經(jīng)比金子還貴的金屬逐漸走進(jìn)了人們的日常生活。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的擴(kuò)大，美國(guó)鋁業(yè)公司的業(yè)務(wù)逐漸擴(kuò)展到鋁土礦開采、氧化鋁精煉和原鋁生產(chǎn)等領(lǐng)域，形成了垂直整合的鋁業(yè)公司?！　⊙趸X原料方面，該公司在全球擁有七個(gè)礦山的所有權(quán)，包括澳大利亞的亨特利礦山(Huntly Mine)，這是世界上大的鋁土礦?！　〗刂?024年底，美鋁在3個(gè)國(guó)家擁有6家氧化鋁廠，權(quán)益產(chǎn)能1384.3萬(wàn)噸/年，其中閑置320.4萬(wàn)噸/年。美鋁大部分氧化鋁產(chǎn)能集中在澳大利亞，共3家，產(chǎn)能合計(jì)976.9萬(wàn)噸/年，占比70.6%;在巴西有2家，產(chǎn)能合計(jì)247.4萬(wàn)噸/年，占比達(dá)17.9%;在西班牙有1家，產(chǎn)能160萬(wàn)噸/年?！　?024年，美鋁氧化鋁產(chǎn)量1003.4萬(wàn)噸，較上年減少8%。發(fā)貨量方面，美鋁的氧化鋁除部分自用外，約有68%銷往第三方，2024年，美鋁氧化鋁發(fā)貨量達(dá)1319.9萬(wàn)噸，其中，向第三方市場(chǎng)銷售900.5萬(wàn)噸。　　1869年，西班牙政府決定出售里約廷托(Rio Tinto)礦山。1871年，他們?cè)跉W洲各地的報(bào)紙上刊登了出售廣告，并收到了四份報(bào)價(jià)。由倫敦一家銀行的蘇格蘭負(fù)責(zé)人休·馬西森(Hugh Matheson)領(lǐng)導(dǎo)的一群商人提出了好的報(bào)價(jià)。1873年3月29日，力拓公司在倫敦注冊(cè)成立，馬西森擔(dān)任董事長(zhǎng)?！　∪缃瘢ν丶瘓F(tuán)已成為全球大的資源開采和礦產(chǎn)品供應(yīng)商之一，世界第二大鐵礦石生產(chǎn)商，在勘探、開采和加工礦產(chǎn)資源方面的全球佼佼者，主要產(chǎn)品包括鋁、銅、鉆石、能源產(chǎn)品(煤和鈾)、金、工業(yè)礦物和鐵礦等?！　′X方面，力拓是全球鋁行業(yè)的，擁有大規(guī)模的垂直一體化業(yè)務(wù)，包括鋁土礦、氧化鋁廠以及生產(chǎn)經(jīng)過(guò)認(rèn)證的電解鋁廠?！　×ν卦诎拇罄麃?、加拿大和巴西3個(gè)國(guó)家擁有4家氧化鋁廠。2024年，其氧化鋁產(chǎn)量為730萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)2025年上半年其氧化鋁產(chǎn)量為370萬(wàn)噸?！　?997年，西伯利亞鋁業(yè)公司創(chuàng)立，構(gòu)建起從氧化鋁精煉到鋁成品生產(chǎn)的垂直一體化產(chǎn)業(yè)格局。2000年，戰(zhàn)略合并催生俄鋁，整合俄羅斯核心鋁資產(chǎn)，迅速躋身全球鋁業(yè)前三甲，與美鋁、加鋁并肩。此后十年，俄鋁全球布局，在歐洲、非洲、亞洲、澳洲和拉丁美洲開疆拓土，在幾內(nèi)亞、圭亞那等地獲取關(guān)鍵資源。2007年，與SUAL及嘉能可鋁資產(chǎn)合并，組建聯(lián)合公司俄鋁，成為全球大、產(chǎn)業(yè)鏈完備的鋁生產(chǎn)商。當(dāng)前，俄鋁已成為全球主要鋁生產(chǎn)商及氧化鋁生產(chǎn)商之一。俄鋁氧化鋁工廠分布　　2024年，氧化鋁總產(chǎn)量為643萬(wàn)噸(按年增加25.3%)，占全球總產(chǎn)量的4.7%，產(chǎn)量增加是歸因于收購(gòu)河北文豐新材料有限公司的30%股份。俄鋁在6個(gè)國(guó)家正常運(yùn)行8家氧化鋁廠，俄羅斯境內(nèi)運(yùn)行4家，產(chǎn)量284.1萬(wàn)噸。境外正常運(yùn)行4家，氧化鋁產(chǎn)量合計(jì)358.8萬(wàn)噸?！　∨餐５卖斾X業(yè)公司(Norsk Hydro ASA)是全球的鋁和可再生能源企業(yè)，成立于1905年，總部位于挪威奧斯陸。該公司主要從事鋁的生產(chǎn)、加工和銷售，同時(shí)也涉及可再生能源領(lǐng)域，尤其是水力發(fā)電。海德魯鋁業(yè)在全球范圍內(nèi)擁有廣泛的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，其產(chǎn)品和服務(wù)涵蓋從鋁土礦開采、氧化鋁精煉到鋁產(chǎn)品的生產(chǎn)和回收利用，形成了一條完整的鋁產(chǎn)業(yè)鏈。　　海德魯氧化鋁生產(chǎn)主要來(lái)自于Alunorte氧化鋁廠，原本擁有其92%股權(quán)，2023年出售30%股權(quán)給嘉能可公司后，目前擁有該廠62%的股權(quán)。該廠1995年投產(chǎn)，經(jīng)過(guò)三次擴(kuò)產(chǎn)，產(chǎn)能630萬(wàn)噸/年?！　?024年，海德魯實(shí)現(xiàn)總收入2036.4億克朗，較上年增長(zhǎng)5.2%;凈收入50.4億克朗，較上年增長(zhǎng)79.7%。產(chǎn)量方面，2024年，海德魯開采鋁土礦1050.6萬(wàn)噸，較上年下降3.6%;氧化鋁產(chǎn)量597.3萬(wàn)噸，下降3.4%?！　”睾捅赝毓?BHP Billiton Ltd. - Broken Hill Proprietary Billiton Ltd.)：以經(jīng)營(yíng)石油和礦產(chǎn)為主的跨國(guó)公司?！　?014年8月19日，必和必拓宣布，計(jì)劃通過(guò)選擇其高質(zhì)量氧化鋁，鋁，煤炭，錳，鎳，銀，鉛和鋅資產(chǎn)，通過(guò)創(chuàng)建獨(dú)立的全球金屬和礦業(yè)公司南拓32(South32)來(lái)簡(jiǎn)化其投資組合?！　∧贤?2在澳大利亞和巴西都擁有鋁土礦山，其擁有巴西MRN礦業(yè)33%的權(quán)益。在澳大利亞，South32 持有沃斯利鋁業(yè) 86%的股份，日本鋁業(yè)聯(lián)合(澳大利亞)有限公司持有 10%的股份，Sojitz 鋁業(yè)有限公司持有4%的股份。其澳大利亞鋁土礦山位于珀斯東南130公里處的博丁頓鎮(zhèn)附近。通過(guò)陸路輸送機(jī)將其運(yùn)送到科利附近的氧化鋁精煉廠，并將其轉(zhuǎn)化為氧化鋁，然后通過(guò)鐵路運(yùn)輸?shù)桨嗖锔??！　⒖紒?lái)源：阿拉丁、各企業(yè)官網(wǎng)、鋁途有你、安泰科

　　80分鐘升溫150度保溫60分鐘　　120分鐘升溫250度保溫80分鐘　　60分鐘升溫300度保溫80分鐘　　180分鐘升溫420度保溫90分鐘　　80分鐘升溫500度保溫60分鐘　　60分鐘升溫650度保溫50分鐘　　60分鐘升溫800度保溫50分鐘　　80分鐘升溫1100度保溫60分鐘　　50分鐘升溫1300度保溫40分鐘　　40分鐘升溫1450度保溫40分鐘　　60分鐘升溫1600度保溫60分鐘　　80分鐘升溫1750度保溫90分鐘

　　在挑選陶瓷的時(shí)候要注意查看陶瓷的氧化鋁涂層是否周密，這種涂層可以給陶瓷帶來(lái)很多優(yōu)勢(shì)，在使用中也不會(huì)因此而受損，可以在氧化鋁的保護(hù)下得到更長(zhǎng)久的使用。而使用陶瓷也能夠更加放心。這樣的新加工工藝也是為陶瓷帶來(lái)了更多的市場(chǎng)，可以供大家多方面的選擇。現(xiàn)在很多比較嬌弱的陶瓷都是很珍貴的，如果想要更好的保護(hù)它，可以選擇氧化鋁陶瓷涂層，這樣也比較方便，能夠保護(hù)這些珍貴的陶瓷?！　”容^珍貴的陶瓷都會(huì)使用這種涂層的形式來(lái)保護(hù)，這樣的加工工藝比較先進(jìn)，可以提供可靠的保護(hù)技術(shù)手段。在對(duì)陶瓷加工的時(shí)候，有了這種涂層也可以以防萬(wàn)一，能夠讓我們的陶瓷工藝更上一層樓。畢竟氧化鋁陶瓷涂層是具有新穎的加工手段的，能夠得到更多的保護(hù)，而且在外觀看來(lái)，這樣的涂層也非常美觀，可以設(shè)計(jì)出很多種類的造型。這樣的再加工能讓整體的造型更好看，同時(shí)也提升了陶瓷的價(jià)值?！　≡谠O(shè)計(jì)和造型方面，利用了氧化鋁陶瓷涂層的陶瓷也有著很多的優(yōu)勢(shì)，這種設(shè)計(jì)理念可以讓人們選擇自己所喜愛(ài)的陶瓷瓷器，能夠保證市場(chǎng)的接受度，還可以擴(kuò)大更多的市場(chǎng)范圍。如果想要有更好的瓷器產(chǎn)品，可以往這方面多考慮一下，研究出更多的設(shè)計(jì)形式。這樣也能讓陶瓷的展示效果更好。在使用與搬運(yùn)陶瓷的時(shí)候，也要小心，雖然有了涂層但是也怕會(huì)有意外帶來(lái)?yè)p害。

　　一、現(xiàn)狀的分析　　改革開放以來(lái)，我國(guó)建筑陶瓷工業(yè)獲得了飛速的發(fā)展，隨著我國(guó)加入 WTO，建筑陶瓷工業(yè)又面臨著一次發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也面臨著未有的挑戰(zhàn)。 我國(guó)建筑陶瓷企業(yè)主要分布在東南沿海一帶，如廣東的佛山、福建的晉江、浙江的溫州、河北的唐山、山東的淄博和濰坊等地。企業(yè)過(guò)分集中于少數(shù)地區(qū)，這種現(xiàn)狀雖然具有有利的一面，但我們也決不能忽略其不利的一面。這種過(guò)于集中的特點(diǎn)會(huì)造成嚴(yán)重的局部重復(fù)建設(shè)和資源浪費(fèi)，不利于我國(guó)建筑陶瓷工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展;第二，容易造成企業(yè)間的惡性競(jìng)爭(zhēng)，不利于我國(guó)建筑陶瓷工業(yè)的健康發(fā)展;第三，容易造成產(chǎn)品的局部供大于求，而過(guò)剩部分的產(chǎn)品要外銷特別是銷往較遠(yuǎn)的(如東北、西北等)地區(qū)，銷售成本無(wú)疑會(huì)增加;第四，容易造成主要原材料的缺乏，這些原料長(zhǎng)期大量外購(gòu)，也會(huì)增加生產(chǎn)成本。　　二、發(fā)展趨勢(shì)　　氧化鋁陶瓷作為先進(jìn)陶瓷中應(yīng)用廣的一種材料，伴隨著整個(gè)行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：(1)技術(shù)裝備水平將快速提高： 計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化控制技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了先進(jìn)陶瓷材料工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和快速發(fā)展，諸如自動(dòng)控制連續(xù)燒結(jié)窯爐、大功率大容量研磨設(shè)備、高性能制粉造粒設(shè)備等凈壓成型設(shè)備等先進(jìn)的成套設(shè)備有利地推動(dòng)了行業(yè)整體水平的提高，同時(shí)在生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量等方面也都明顯改善;(2)產(chǎn)品質(zhì)量水平不斷提高：國(guó)內(nèi)微晶氧化鋁陶瓷制品從無(wú)到有，產(chǎn)業(yè)規(guī)模從小到大，產(chǎn)品質(zhì)量從低到較高，經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的歷程;(3)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將迅速擴(kuò)大：微晶氧化鋁陶瓷制品作為其它行業(yè)或領(lǐng)域的基礎(chǔ)材料，受著其它行業(yè)發(fā)展水平的影響。從氧化鋁陶瓷的應(yīng)用情況看，應(yīng)用范圍越來(lái)越寬，用量越來(lái)越大，特別是在防磨工程和建筑陶瓷生產(chǎn)方面的用量增加將更為顯著。

　　1. 硬度大經(jīng)中科院上海硅酸鹽研究所測(cè)定，其洛氏硬度為HRA80-90，硬度僅次于金剛石，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)耐磨鋼和不銹鋼的耐磨性能?！　?. 耐磨性能經(jīng)中南大學(xué)粉末冶金研究所測(cè)定，其耐磨性相當(dāng)于錳鋼的266倍，高鉻鑄鐵的171.5倍。根據(jù)我們十幾年來(lái)的客戶跟蹤調(diào)查，在同等工況下，可至少延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命十倍以上?！　?. 重量輕其密度為3.5g/cm3，僅為鋼鐵的一半，可大大減輕設(shè)備負(fù)荷。