中國粉體網(wǎng)訊 在材料科學的前沿陣地,一種“粉”量級的材料正以前所未有的力量,重塑著制造業(yè)的底層邏輯與發(fā)展路徑——它就是納米金屬粉體。憑借其獨特的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng),納米金屬粉體展現(xiàn)出突破傳統(tǒng)材料性能邊界的巨大潛力,成為驅(qū)動前沿科技革新與工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料。
納米金屬粉體為何“關(guān)鍵”?
納米金屬粉體絕非普通金屬粉末的縮小版。其納米尺度的結(jié)構(gòu)賦予了它非凡的特性:極高的比表面積帶來超常的化學反應(yīng)活性;量子效應(yīng)使其具備特殊的光、電、磁性能;優(yōu)異的燒結(jié)性能可在低溫下實現(xiàn)致密化連接。這些特性使得納米金屬粉體能夠突破傳統(tǒng)材料在精度、性能、工藝溫度等方面的限制,為制造技術(shù)帶來顛覆性創(chuàng)新。
重大機遇:三大前沿領(lǐng)域迎來爆發(fā)
當前,多項尖端技術(shù)的飛速發(fā)展,為納米金屬粉體打開了廣闊的應(yīng)用空間:
高密度PCB互連:隨著電子設(shè)備向小型化、高性能化發(fā)展,PCB線路越來越細密。納米金屬粉體(如納米銀粉)是制備高分辨率、高導電性導電膠/導電油墨的核心材料,是實現(xiàn)微米級精細線路互連的關(guān)鍵。
N型低溫制程光伏電池金屬化:N型高效電池(如TOPCon, HJT)對低溫工藝敏感。納米銀粉漿料可在相對低溫下燒結(jié)形成高質(zhì)量電極,完美匹配N型電池的低溫金屬化需求,提升電池效率與良率。
第三代半導體功率器件封裝:SiC、GaN等第三代半導體器件工作溫度高、功率密度大,對封裝材料的導熱性、導電性、熱匹配性及可靠性要求極為苛刻。納米金屬粉體(如納米銀、納米銅)在低溫燒結(jié)銀/銅膏、高導熱界面材料等方面展現(xiàn)出巨大潛力,是解決第三代半導體封裝散熱和互連可靠性的理想選擇。
關(guān)鍵挑戰(zhàn):燒結(jié)活性與抗氧化性亟待突破
盡管前景廣闊,納米金屬粉體在先進制造業(yè)的規(guī)模化應(yīng)用仍面臨核心挑戰(zhàn):
燒結(jié)活性:如何在保證低溫燒結(jié)的同時,實現(xiàn)納米顆粒間的高效致密化連接,獲得接近塊體金屬的導電/導熱性能和機械強度,這是影響器件性能和可靠性的核心。
抗氧化性:納米顆粒巨大的比表面積使其極易氧化,尤其是在高溫或潮濕環(huán)境下。氧化會顯著劣化其導電性、導熱性和燒結(jié)活性,嚴重影響材料性能和長期穩(wěn)定性。
未來之路:協(xié)同創(chuàng)新,攻克瓶頸
納米金屬粉體的發(fā)展與應(yīng)用是一項系統(tǒng)工程,需要材料科學、化學、物理、電子工程、制造工藝等多學科的深度交叉融合。當前的研究熱點聚焦于:
開發(fā)新型表面改性技術(shù),提升粉體分散性、燒結(jié)活性及抗氧化能力。
探索合金化、核殼結(jié)構(gòu)設(shè)計等策略,優(yōu)化綜合性能。
研發(fā)高效、環(huán)保、低成本的規(guī)模化制備技術(shù)。
深化對納米尺度下燒結(jié)機理、界面行為等基礎(chǔ)科學問題的理解。
2025年7月17日,中國粉體網(wǎng)將在湖南·長沙舉辦“2025高端金屬粉體制備與應(yīng)用技術(shù)大會暨2025通信電子、3D打印、粉末冶金市場金屬粉國產(chǎn)化交流會”。屆時,我們邀請到有研納微新材料(北京)有限公司副總經(jīng)理/正高級工程師王建偉出席本次大會并作題為《納米金屬粉體在先進制造業(yè)中的應(yīng)用及關(guān)鍵技術(shù)》的報告,王建偉總經(jīng)理將為您介紹納米金屬粉體的前沿技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展前景。
個人簡介:
王建偉,正高級工程師,博士生導師,有研納微新材料(北京)有限公司副總經(jīng)理。任中國有色金屬學會理事、材料科學與工程學術(shù)委員會委員、《Acta Mater.》《SURF INTERFACES》等期刊審稿人。長期從事微納金屬功能粉體/電子漿料開發(fā)與應(yīng)用、材料基因組共性技術(shù)與應(yīng)用等工作。承擔國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等科技項目40余項,發(fā)表論文80余篇,獲授權(quán)發(fā)明專利30余項,獲中國有色金屬工業(yè)科技獎4項。
參考來源:
中國粉體網(wǎng)、有研粉材官網(wǎng)
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/留白)
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