氧化铝陶瓷是以α晶型氧化铝粉体经素坯成型后高温烧结而成的一类先进陶瓷材料,其具有优异的机械性能,高温性能,介电性能及耐化学腐蚀性能,并且广泛应用于航天航空,光学通信,半导体集成电路等。
烧结温度:制约产业发展的关键瓶颈
然而,高性能氧化铝陶瓷的制备长期面临一个核心难题——烧结温度。
氧化铝本身具有阳离子电荷多、半径小、离子键强等特性,晶格能较大、扩散系数较低,在高温下生成的液相很少,其烧结过程主要通过晶体的重结晶来完成。这一特性导致氧化铝陶瓷的烧结温度普遍较高,纯氧化铝陶瓷固相烧结温度高达1650℃以上。
高温烧结意味着巨大的能源消耗,同时伴随着窑炉和窑具的快速损耗、烧成周期延长等问题。作为节能减排、实现碳中和与产业绿色升级的重要环节,降低烧结温度已成为先进陶瓷领域关键且紧迫的任务。
低温烧结的技术路径:粉体是关键
纵观当前各种氧化铝陶瓷的低温烧结技术,归纳起来,主要是从原料加工、配方设计和烧成工艺三方面来采取措施。其中,提高原料粉体的细度与活性是最基础也是最关键的手段之一。
其原理在于:与块状物相比,粉体具有巨大的比表面积。在粉体制备过程中,机械能或化学能部分转化为表面能贮存在粉体中,同时粉粒表面及内部会产生各种晶格缺陷,使晶格活化。Al2O3粉体的颗粒越细,活化程度越高,粉体就越容易烧结,烧结温度越低。研究表明,采用粒度小、比表面积大、表面活性高的氧化铝细晶为原料,可以显著降低氧化铝陶瓷的烧结温度。正因如此,粉体制备技术成为陶瓷低温烧结技术中最基础的环节。
从纳米尺度突破:精瓷(成都)的低温烧结实践
在这一技术逻辑的指引下,粉体的粒径控制成为决定产品性能的核心指标。精瓷(成都)新材料科技有限公司正是沿着这一技术路径实现了关键突破。

精瓷(成都)团队长期专注于低温易烧结氧化铝陶瓷粉体的研发与生产。公司目前主流产品为平均单粒子径175-500纳米的高纯氧化铝陶瓷粉及其衍生产品(包括抛光液、研磨介质等),广泛应用于半导体、军事、航空航天等众多高科技尖端行业。
在纯度、粒径分布、稳定性和一致性等核心指标上,精瓷(成都)的产品达到或超越国际同类产品水平,且具备较高的性价比,改变了该领域长期由部分国际巨头主导的市场格局。

公司的氧化铝陶瓷粉体产品在国内率先实现技术突破,能够实现高端精密氧化铝陶瓷粉体的整体国产化替代,技术壁垒高,产品附加值高。公司研究成果已获国家火炬计划产业化示范项目证书和科技成果登记证书,并拥有团体标准1项。
产品体系完善,满足多元应用需求
精瓷(成都)产品线覆盖高纯氧化铝陶瓷粉体系列的微粉和造粒粉。公司拥有煅烧车间、粉体车间、抛光液车间、陶瓷制品车间和质量控制部,配备十万级净化的生产环境。主要产品包括:
高纯微晶氧化铝陶瓷微粉系列:
产品纯度99.9%-99.99%全覆盖,具有单粒子径小、粒径分布窄、分散性好、工艺稳定、批次性能一致、低温烧结性佳等特点,产品支持性能微定制,可根据客户需求调整粉体性能,提供更加个性化的产品服务。




高纯低温烧结氧化铝陶瓷造粒粉系列:
产品纯度99.9%-99.99%全覆盖,松装密度大,球形度佳,颗粒分布均匀,流动性好。干压成型易脱模,素坯密度大且粘结力强;低温烧成性能优良,烧成后晶核尺寸小,气孔率低,成瓷密度高,收缩率小,具有较强的结构力学性能。




产学研协同创新,构建坚实技术支撑
精瓷(成都)的低温易烧结氧化铝陶瓷粉体技术并非孤立的实验室成果。公司拥有与高校共建的先进陶瓷粉体工程研究中心,已具备300吨/年的技术成果转化能力。
公司与清华大学、哈尔滨工业大学、天津大学、长安大学、中科院上海硅酸盐研究所、西安交通大学、航天第六研究院、龙芯中科技术股份有限公司等单位建立了紧密的产学研合作关系。
目前,公司正在实施5000吨/年的产能扩建,产品方向涵盖芯片抛光液、3D打印结构器件、半导体陶瓷基板、新能源电池隔膜涂层材料等下游应用。
小结
从粉体粒径的纳米级控制,到低温烧结的技术突破,再到产学研协同的产业化落地,精瓷(成都)的实践为氧化铝陶瓷粉体的国产化替代提供了一个值得关注的样本。在先进陶瓷材料从“高温煅烧”走向“低温烧结”的技术演进中,中国企业的角色正在从追随者转变为引领者。
参考来源:
[1]武鼎铭等.烧结温度和保温时间对氧化铝陶瓷烧成效果的影响
[2] 向阳等.氧化铝陶瓷低温烧结工艺
[3] 精瓷(成都)新材料科技有限公司官网、中国粉体网
(来源:精瓷(成都)新材料科技有限公司)