中国粉体网讯 高性能碳化物先进陶瓷材料具有耐高温、稳定性好、硬度高、良好的电导率和热导率等性能，在化工、机械、能源、电子、无线通讯、航天航空、国防科技等领域被广泛应用。尽管碳化物陶瓷具有一系列优良的性能，但是其原子间是由键性很强的共价键结合，熔点高，较难烧结。为此发展了碳化物陶瓷的常压烧结、反应烧结、热压烧结、热等静压烧结、放电等离子烧结等烧结技术。
碳化物陶瓷烧结技术专利信息分析
碳化物陶瓷的发展是极度依赖其烧结技术的发展的，我们先通过对碳化物陶瓷材料烧结技术进行专利信息分析，了解碳化物陶瓷材料烧结技术的现状及发展趋势。
1905 年，Carborumdum 在碳化物先进陶瓷材料烧结技术领域申请了第一件专利。1905—1970年，碳化物先进陶瓷材料烧结技术全球专利申请量很少，几乎在 20 件以下。该时期为碳化物先进陶瓷材料烧结技术的萌芽时期，技术研发处于探索阶段。
碳化物先进陶瓷材料烧结技术全球专利申请趋势
1971—1997 年，这一时期碳化物先进陶瓷材料烧结技术的专利申请量得到了提升，专利申请量缓慢增加，申请人和发明人也在逐渐增加，研发团队不断壮大。这一时期为碳化物先进陶瓷材料烧结技术的发展时期，热等静压烧结、微波烧结、放电等离子烧结等新技术相继出现，虽然申请量仍不多，申请量有起伏，但逐渐达到了每年几十件的水平。
1998 年至今，是碳化物先进陶瓷材料烧结技术的快速发展时期，专利申请量呈快速增长的趋势。中国在碳化物先进陶瓷材料烧结技术领域的发展较晚，主要是由于中国工业基础相对比较薄弱，2008 年后，专利申请量呈快速增长的趋势。尤其是 2015 年后，中国的专利申请量增长趋势与全球专利申请量的增长趋势相近，成为全球专利申请量增长的主要因素。
在排名前 30 的申请人中日本不仅申请总量最多，还拥有较多的大型企业。例如日本碍子、日立等，说明日本对碳化物先进陶瓷材料烧结技术较为关注。在排名前 30 的申请人中，来自美国的企业共 6 家，Carborumdum 的专利申请量为 75 件，该公司是美国在碳化物先进陶瓷材料烧结技术领域申请专利最早的公司，这与美国较早开始碳化物陶瓷烧结技术的情况相符，SiC 的反应烧结技术最早在美国研究成功。早期碳化物烧结技术（如热压烧结、常压烧结、反应烧结等）的研发多集中在美国。
碳化物先进陶瓷材料烧结技术全球前 30 主要申请人国别分布
可以看到，碳化物陶瓷产业具有优势的地区对其烧结技术也极为重视，同时他们对烧结技术的研究又进一步巩固了他们在碳化物陶瓷领域的地位。
氮化物陶瓷
氮化物陶瓷是氮与金属或非金属元素以共价键相结合的难熔化合物为主要成分的陶瓷。应用较广的陶瓷有四氮化三硅、氮化硼、氮化铝等陶瓷。其中以四氮化三硅陶瓷的抗氧化能力最佳，1400℃时开始活性氧化，抗化学腐蚀性很好。有的还具有特殊的机械、介电或导热性能。和氧化物相比，氮化物抗氧化能力较差，从而限制了其在空气中的应用。
氮化物陶瓷具有极其优良的耐化学腐蚀性能，是制造各种易腐蚀部件的好材料。它能耐几乎所有的无机酸(氢氟酸除外)和30%以下的烧碱溶液，也能耐很多有机物质的侵蚀。所以可用作制造坩埚、球阀、高温密封阀、各类水泵的密封件等。
氮化物陶瓷还是一种很好的电绝缘材料，它的电绝缘性能可以和氧化铝陶瓷相比。它还有透微波的性能，可以用作雷达天线罩。它的介电性能随温度的变化甚小，在高温下至少可用到550°C。它的抗热震性能在各类陶瓷中是比较优越的，这使它可以在六个马赫(即六倍于音速)，甚至于可在七个马赫的飞行速度下使用，是制造火箭喷嘴和透平叶片的合适材料。
但是，和碳化物陶瓷一样，由于键性很强的共价键的存在，氮化物陶瓷的烧结也非常困难，这就给其实际生产带来了困难。因此，碳化物陶瓷和氮化物陶瓷的烧结工艺成为了研究热点。另一方面，由于烧结难度较大，对烧结设备的要求自然更高，没有先进设备的支撑，无论再先进的技术也无法发挥它的最佳作用。一句话，碳化物陶瓷与氮化物陶瓷的烧结，既需要好技术，也需要好设备。
中国粉体网将在郑州举办“2021第四届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”。届时，来自上海晨华科技股份有限公司的研发部经理孙矿先生带来题为《高性能氮化物碳化物陶瓷的工艺及装备研究进展》的报告。上海晨华科技股份有限公司具有18年的热工装备制造经验，在报告中，孙矿经理将立足于自身积累的研发生产经验，与大家分享氮化物陶瓷和碳化物陶瓷的烧结工艺及烧结设备选择等方面的知识。（鉴于当前防控需要，原定于2021年8月13-14日在郑州喆鹏酒店举办的“第四届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”将延期举办，计划参会的单位可以联系会务组，具体举办日期主办方确定后将第一时间通知您！）
专家介绍：
孙矿，工学硕士，上海晨华科技股份有限公司研发部经理，从事真空烧结设备研发超十年，带领企业团队先后研发出单晶硅、气压炉、第四代SPS、MiniSPS、MiniHP等设备产品，并进行前沿设备及控制如闪烧、超声波辅助烧结，多场耦合烧结等多功能设备研发，提高设备自动化程度及安全性，操作易用性，受到用户好评。任职期间承担多项市级项目，并与中科院过程所、南京理工大学、太原理工大学等科研院所进行项目合作。
参考来源：
[1]熊文婷.碳化物先进陶瓷材料烧结技术专利信息分析
[2]王波. 高性能多孔氮化物陶瓷的组织设计与制备
[3]刘永胜. 氮化物陶瓷系高温透波材料的研究进展
（中国粉体网编辑整理/山川）
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