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已有樣品/n中科院半導體所是國內(nèi)最早開展 GaN 基電子材料研發(fā)的單位，并一直在該領(lǐng)域起著引領(lǐng)、 示范和帶動作用。經(jīng)過盡二十年的自主創(chuàng)新，攻克了 2 英寸和3英寸藍寶石、碳化硅和硅襯底上GaN 基電子材料外延生長的關(guān)鍵科學技術(shù)問題，在高阻 GaN 外延材料、高遷移率 GaN 外延材料、高遷移率 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)材料等方面形成了系統(tǒng)的自主知識產(chǎn)權(quán)，設(shè)計并研制出了多種具有特色的 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)構(gòu)電子材料，并實現(xiàn)了批量供片。市場預期：該技術(shù)是采用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）

近些年來，國內(nèi)幾家大型公共娛樂場所、化工、煤礦、商廈火災(zāi)造成的慘重的人民生命和 財產(chǎn)的重大損失，人們對消防、防火安全有了更加深刻的認識。如何在火災(zāi)的情況下，在一定 時間內(nèi)保障電力和通訊的暢通，從而最大限度的贏得寶貴的時間，減少人員的傷亡和降低生命 財產(chǎn)的損失，是人們一直在不斷探索的課題。目前，國內(nèi)外在電線電纜方面采用的大多是氧化 鎂礦物防火絕緣電纜和云母帶纏繞的耐火電纜，成本很高，在實際應(yīng)用方面受到一定程度的限 制，再加上銅護套氧化鎂礦物防火絕緣電纜的在生產(chǎn)加工、運輸、線路的敷設(shè)安裝和使用等過 程中的特殊要求，及自身固有的缺陷很難大規(guī)模的使用。 國外研發(fā)了一種陶瓷化高分子復合耐火硅橡膠，可以在500℃以上的高溫和火焰燒蝕下， 燒結(jié)成堅硬的陶瓷狀物體，而且燒蝕時間越長、溫度越高，陶瓷化效果越明顯，陶瓷化高分子 復合耐火硅橡膠可以使用常規(guī)的橡膠加工設(shè)備進行生產(chǎn)，具有良好的加工性。這種陶瓷化高分 子復合耐火硅橡膠，從嚴格的意義上講，既不是阻燃膠，也不是難燃膠。陶瓷化高分子復合耐 火硅橡膠，在被火焰燒蝕的情況下，有機成分在很短的時間內(nèi)經(jīng)過燒蝕后很快加入陶瓷化的反 應(yīng)過程中，轉(zhuǎn)化成堅硬的陶瓷狀物質(zhì)，形成一層良好的隔絕層，阻擋火焰的繼續(xù)燃燒，起到很 好的防火效果。陶瓷化高分子復合耐火硅橡膠，在常溫下無毒、無味，具有很好的柔軟性和彈 性，具備了硅橡膠的特質(zhì)，是一種完全具備了消防、防火要求的新型高分子復合防火材料，由 于用它生產(chǎn)的防火電線電纜加工工藝簡單、價格低、不需要增加投入，是一種應(yīng)用前景很廣的 新型高分子復合防火材料。

在化工等行業(yè)存在既有強的酸堿腐蝕又有磨料磨損的工況，這些工況下常用的金屬材料很難同時具有抵抗腐蝕和磨損的能力，本成果將耐腐蝕性很好的樹脂與耐磨性很好的陶瓷顆粒復合，彌補了這一不足，這是本成果的特點之一。本成果的另一特點是用于局部磨損的大型工件的修復（如水輪機葉片），該工藝操作簡單，實施容易，可在現(xiàn)場進行。因此具有很好的應(yīng)用前景。本成果技術(shù)創(chuàng)新在于陶瓷顆粒的

銅優(yōu)良的塑性、韌性及導熱性使得銅基陶瓷顆粒復合材料具有優(yōu)良的綜合機械性能及良好的導熱性，使其能承受高速制動過程中所產(chǎn)生的壓力及磨擦表面瞬時高溫所產(chǎn)生的循環(huán)熱沖擊。高硬度的陶瓷顆粒在復合材料中充當磨擦元素，使得銅金屬基陶瓷顆粒復合材料具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。但同時也存在自身磨損較大的特點。本技術(shù)的特點在于對復合材料中的陶瓷顆粒表面包覆銅膜，徹底改變銅基體與陶瓷之間的接觸狀態(tài)，使銅基體與陶瓷顆粒之間由相互之間的機械接觸轉(zhuǎn)變成界面濕潤狀態(tài)，從而提高基體對陶瓷顆粒的支撐強度，使陶瓷顆粒能更充分的發(fā)揮其耐磨能力，在整體上表現(xiàn)為耐磨性提高，使用壽命延長。 應(yīng)用前景： 隨著國內(nèi)電力機車的不斷提速及未來高速列車、擺式列車的應(yīng)用，列車的制動能力對列車的運行安全顯得越來越重要。制動磨擦材料的工況特點是，摩擦速度高，在短時間內(nèi)吸收巨大的能量，摩擦面溫度急劇升高。目前普遍使用的金屬磨擦材料，其特點是磨擦系數(shù)較低且不穩(wěn)定，隨磨擦面溫度的提高及滑動速度的增加使磨擦系數(shù)顯著降低。石棉等非金屬磨擦材料雖然具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，但磨擦表面的高溫會使其中耐熱性較低的橡膠、甲醛和酚醛樹脂等粘結(jié)劑碳化，使其喪失磨擦性能而損壞。碳—碳復合材料則由于成本較高，目前主要用于飛機的剎車裝置中。因此，金屬基陶瓷復合材料就成為高速列車首選的制動材料。它亦是汽車、摩托車及其它載運工具的剎車制動部件的換代材料。

一種納米晶氮碳化鈦陶瓷超細粉的高溫碳氮化反應(yīng)制備法,以納米氧化鈦和納米碳黑為原料,工藝步驟依次為配料、混料、干燥、裝料、高溫碳氮化、球磨、過篩。此法工藝簡單,成本較低,較一般碳熱還原法節(jié)約能源,容易實現(xiàn)規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。通過控制反應(yīng)溫度、保溫時間、氮氣壓力(或流量)、碳鈦配比等工藝因素可以合成各種氮含量的氮碳化鈦納米晶超細粉。用此法制備的氮碳化鈦粉末為球形,分散性較好,平均粒度為100～200NM,平均晶粒度為20～50NM,純度達99%以上。

本發(fā)明公開了一種采用激光選區(qū)燒結(jié)工藝制備碳化硅陶瓷件的 方法，包括以下步驟：按照預定質(zhì)量比稱取碳粉、碳化硅粉末、粘結(jié) 劑及固化劑倒入球磨罐內(nèi)，并進行球磨以得到粘接劑-碳化硅混合粉 末；采用計算機對待制備的零件進行三維數(shù)字建模，并將三維數(shù)字模 型信息輸入到激光選區(qū)燒結(jié)成型機，以所述粘接劑-碳化硅混合粉末為 原料，采用激光選區(qū)燒結(jié)快速成形工藝進行粉末燒結(jié)成型，以得到所 述零件的碳化硅素坯；對所述碳化硅素坯進行加熱固化；將

（一）項目背景 當前以硅、砷化鎵為代表的第一和二代半導體接近其物理極限，以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體是當前國際競爭熱點，也是我國發(fā)展自主核心半導體產(chǎn)業(yè)、實現(xiàn)換道超車的難得機遇。氮化鎵（GaN）特別適合制作高頻、高效、高溫、高壓的大功率微波器件，是下一代通信、雷達、制導等電子裝備向更大功率、更高頻率、更小體積和抗惡劣環(huán)境（高溫抗輻照）方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。 目前氮化鎵基射頻器件已接近于商用，需解決從走出實驗室到小量中試的最后“1 公里”，重點攻克其在可靠性工藝和量產(chǎn)穩(wěn)定性的瓶頸。 以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體是當前國際競爭熱點，也是我國發(fā)展自主核心半導體產(chǎn)業(yè)、實現(xiàn)換道超車的難得機遇。 半導體作為信息時代的“糧食”，將成為 5G 基建、特高壓、城際高鐵和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等“新基建”七大領(lǐng)域發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)。而氮化鎵為代表的寬禁帶半導體先進電子器件，憑借其高效、高壓、高溫等優(yōu)勢，將在“新基建”中大放異彩，可以彌補傳統(tǒng)半導體器件的技術(shù)瓶頸，滿足更高性能器件要求。 （二）項目簡介 5G 要求更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，發(fā)射機的效率會出現(xiàn)指數(shù)級的下降。這種下降可以使用包絡(luò)跟蹤技術(shù)來修復，該技術(shù)已經(jīng)在較新的 4G/LTE 基站以及蜂窩電話中采用。基站中的包絡(luò)跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用 GaN 技術(shù)才能實現(xiàn)。諸如 GaN 助力運營商和基站 OEM 等實現(xiàn)了 5Gsub-6-GHz 和 mmWave 大規(guī)模 MIMO 的目標。 GaN 可以說為 5Gsub-6-GHz 大規(guī)模 MIMO 基站應(yīng)用提供了眾多優(yōu)勢：1、在 3.5GHz 及以上頻率下表現(xiàn)良好，對比其他產(chǎn)品優(yōu)勢明顯。2、GaN 的特性能轉(zhuǎn)化為高輸出功率，寬帶寬和高效率。采用 DohertyPA 配置的 GaN 在 100W 輸出功率下的平均效率達到 50%至 60%，明顯降低了發(fā)射功耗。3、在高頻和寬帶寬下的效率意味著大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)可以更緊湊。4、可在較高的工作溫度下可靠運行，這意味著它可以使用更小的散熱器。 根據(jù) Strategy Analytics 的數(shù)據(jù)，預計 5G 移動連接將從 2019 年的 500 萬增長到 2023 年的近 6 億。所以需求還將不斷上漲。 根據(jù)Strategy Analytics的數(shù)據(jù)，預計5G移動連接將從2019年的500萬增長到2023年的近6億。所以需求還將不斷上漲。 Efficient Power Conversion 的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Alex Lidow 討論5G時也說道：“基站中的包絡(luò)跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用GaN技術(shù)才能實現(xiàn)。根據(jù)Yole Development公司發(fā)布的2018年度報告數(shù)據(jù)顯示，隨著全球整體數(shù)據(jù)流量的激增，我國5G產(chǎn)業(yè)將迎來大規(guī)模的需求增長。預計到2022年，我國5G基站規(guī)模將達到千億市場，5G基站數(shù)量將達百萬個。所以未來氮化鎵基射頻器件是5G通信基站收發(fā)端的核心。 氮化鎵基射頻器件是華為和中興發(fā)展 5G 通信產(chǎn)業(yè)的核心器件，西安電子科技大學氮化鎵射頻器件研究團隊自 2016 年起就與華為西安研究所、中興西安研究所等國內(nèi)主流5G通信公司協(xié)同攻關(guān)開展氮化鎵基射頻器件的研究，目前承擔的流片服務(wù)項目合計約 500 萬元。 2017 年，西安電子科技大學與西安市高新區(qū)、西電電氣集團等聯(lián)合成立“陜西半導體先導技術(shù)中心”，中心致力于推動陜西第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進以氮化鎵為代表的射頻器件、功率器件等加速產(chǎn)業(yè)化，2019 年團隊向陜西半導體先導技術(shù)中心轉(zhuǎn)讓專利 35 項，作價 2000 萬元，雙方正在聯(lián)合推進搭建第三代半導體中試平臺，平臺將會立足西安，服務(wù)全國，提升氮化鎵基射頻器件量產(chǎn)工藝可靠性，實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。 （三）關(guān)鍵技術(shù) 本項目由西安電子科技大學作為技術(shù)攻關(guān)的主要單位，制定技術(shù)路線，保障國家重大科技專項“高效 GaN 微波功率器件及可靠性研究”和“5G 移動通信 GaN 芯片可靠性機理研究”研究，與華為和中興聯(lián)合開展工程合作項目實施，加快解決器件工藝可靠性工程問題，重點開展氮化鎵微波功率與太赫茲器件工程技術(shù)研究，突破高性能低缺陷外延材料生長、高效率高可靠氮化鎵微波功率器件工藝技術(shù)等關(guān)鍵瓶頸問題，協(xié)助規(guī)模量產(chǎn)高效率 S-Ku 波段典型氮化鎵功率器件和模塊、5G 基站核心射頻模塊。

陶瓷擁有很多有用特性，如高強度、高硬度以及耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)點，缺點是無法輕易制成復雜形狀。 3D打印技術(shù)能使陶瓷擁有復雜的形狀，但陶瓷極高的熔點又限制了這一方法的使用。 目前幾項陶瓷的3D打印技術(shù)不僅效率低下，且打印出來的產(chǎn)品往往內(nèi)部缺陷大，無法保證性能，本項目采用選擇性激光熔融技術(shù)和后續(xù)處理工藝可以大幅度提高打印材料的致密性，既能實現(xiàn)材料的復雜結(jié)構(gòu)也保障了材料的各方面的性能。

冶金、電力、建材、化工等行業(yè)存在著大量既具有酸堿腐蝕又具有磨料磨損、或既具有高溫氧化又具有磨料磨損的嚴酷磨損工況，這些工況下目前常用的不銹鋼或耐熱鋼，其價格昂貴，只具有較好的抗腐蝕性與抗高溫氧化性，耐磨性很低。本成果則將硬度高，可作為抗磨骨干材料使用的陶瓷顆粒與不銹鋼或耐熱鋼類鋼鐵材料復合，形成一定厚度的表層復合材料，可用在工件的某一磨損局部，打破了傳統(tǒng)材

大粒徑硅溶膠是一種重要的無機膠體材料，以其獨特的物理化學性質(zhì)在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 一、定義與特性 定義：硅溶膠是一種含有二氧化硅（SiO2?）的膠體溶液，通常呈現(xiàn)為透明或半透明的液體。大粒徑硅溶膠指的是粒徑在100納米以上的硅溶膠，其粒徑范圍可以從100納米到500納米不等。 特性： 物理性質(zhì)：大粒徑硅溶膠具有較高的粘度和良好的流動性，能夠在高溫和高壓環(huán)境下保持其性能。 化學性質(zhì)：硅溶膠無毒無味，耐高溫、耐酸堿，具有穩(wěn)定的物理和化學性質(zhì)。 光學性能：大粒徑硅溶膠具有較好的光散射能力，可以在涂料中產(chǎn)生優(yōu)良的遮蓋效果，提升涂料的遮蓋力和白度。 機械性能：干燥后能形成堅韌的薄膜，具有一定的耐磨性和耐化學性。 二、制備方法 大粒徑硅溶膠的制備方法多種多樣，常見的包括： 溶膠-凝膠法：通過控制反應(yīng)條件，如溫度、pH值和反應(yīng)時間等，調(diào)節(jié)硅溶膠的粒徑和分布。是目前應(yīng)用最廣泛的一種方法。 離子交換法：也稱粒子增長法，以水玻璃為原料，通過離子交換反應(yīng)去除雜質(zhì)，生成聚硅酸溶液，再經(jīng)處理得到大粒徑硅溶膠。 水熱合成法：在高溫高壓條件下合成硅溶膠，能夠獲得較為均勻的顆粒分布。 直接酸化法：采用稀水玻璃，經(jīng)離子交換樹脂去除雜質(zhì)，制備活性硅酸溶膠，再加熱保溫、直接酸化，控制反應(yīng)條件使晶粒長大，得到大粒徑硅溶膠。 三、應(yīng)用領(lǐng)域 大粒徑硅溶膠因其獨特的性質(zhì)，在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景： 涂料行業(yè)：作為填料和增稠劑，改善涂料的流動性和刷涂性能，提高涂層的附著力和耐磨性。其透明性也適用于透明和半透明涂料的生產(chǎn)。 建筑材料：作為粘結(jié)劑，提高水泥和砂漿的強度及耐久性，改善建筑材料的抗?jié)B性能。在混凝土中加入適量的大粒徑硅溶膠，可以增強混凝土的抗壓強度和耐磨性。 電子行業(yè)：用于電子封裝材料和絕緣體，提高材料的熱導性和電絕緣性，減少電子元件之間的干擾，提高電子設(shè)備的性能和可靠性。 陶瓷材料：作為添加劑，改善陶瓷的成型性和燒結(jié)性能，增強陶瓷制品的強度和韌性，提高陶瓷產(chǎn)品的表面光潔度和色澤。 橡膠行業(yè)：作為填充劑和增強劑，提高橡膠的耐磨性和抗老化性能，改善橡膠的加工性能，降低加工難度，提高生產(chǎn)效率。 紙張和紡織行業(yè)：作為涂布劑和助劑，提高紙張的光滑度和印刷適應(yīng)性，改善紡織品的手感和強度，提高紡織品的耐水性和耐污性。 環(huán)境保護：作為吸附劑，有效去除水中懸浮物和重金屬離子，改善水質(zhì)。在土壤改良方面也展現(xiàn)出一定的應(yīng)用前景。 化妝品行業(yè)：被廣泛應(yīng)用于粉底、遮瑕膏等產(chǎn)品中，提供良好的滑爽感，使化妝品在涂抹時更加順滑，且不易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。 四、使用注意事項 在使用大粒徑硅溶膠之前，應(yīng)準備好所需的工具和材料，包括攪拌器、量筒、噴槍等。 注意施工環(huán)境，高濕度環(huán)境可能導致涂層干燥不良，而低溫環(huán)境則可能延長干燥時間。 在大規(guī)模應(yīng)用前，建議進行小面積的兼容性測試，確保硅溶膠與基材之間的相容性，避免因不兼容造成的涂層脫落或起泡。 使用后應(yīng)及時清洗工具和設(shè)備，避免硅溶膠固化在工具上，影響下次使用。 五、總結(jié) 大粒徑硅溶膠以其獨特的物理化學性質(zhì)，在涂料、建材、電子、陶瓷、橡膠、紙張、紡織、環(huán)境保護及化妝品等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。隨著科技的不斷進步和生產(chǎn)工藝的改進，大粒徑硅溶膠的應(yīng)用范圍和潛力將進一步拓展，為各行業(yè)的發(fā)展提供更為強大的支持。