閆永杰博士：碳化硅陶瓷在新能源材料制備中的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

碳化硅陶瓷是從20世紀(jì)60年代開始發(fā)展起來的一種先進(jìn)陶瓷材料，由于具備化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、密度小、耐磨性能好、硬度大、機(jī)械強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕等特性，在精細(xì)化工、半導(dǎo)體、冶金、國防軍工等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

值得關(guān)注的是，在近年發(fā)展得如火如荼的鋰電池領(lǐng)域中，碳化硅陶瓷在其原料的制備環(huán)節(jié)上也同樣發(fā)揮著重要作用，如：

1、磷酸鐵鋰正極材料的超細(xì)研磨

磷酸鐵鋰是目前廣泛使用的鋰電池正極材料之一。由于納米粒子可減小鋰離子嵌入脫出深度和行程，保證大電流放電時容量不衰減，因此“超細(xì)研磨”成為提高其使用性能的主要手段之一。

目前該工藝中*常用的設(shè)備就是砂磨機(jī)，利用碳化硅材料的特性完全可以讓砂磨機(jī)更適用于磷酸鐵鋰的生產(chǎn)——如碳化硅內(nèi)筒體，硬度高、耐磨、導(dǎo)熱性好，可快速帶走研磨腔內(nèi)的熱量，大大提高研磨的效率還降低能耗。

2、三元材料的高溫?zé)�結(jié)

正極材料一般需要在較高的溫度下通過氧化物原料或前驅(qū)體反應(yīng)制得，而快速加熱和冷卻過程中坩堝易出現(xiàn)開裂和剝落，因此需要耐高溫且抗熱沖擊性好的器皿能盛裝氧化物原料或前驅(qū)體材料。

而碳化硅陶瓷的耐高溫、耐腐蝕以及高承重性，恰恰適用于三元材料的高溫?zé)�結(jié)工藝，可以很好的保障高溫煅燒的穩(wěn)定可靠。

除此之外，碳化硅陶瓷在光伏領(lǐng)域也是大有可為。如在單晶硅和多晶硅的合成工藝中，碳化硅陶瓷的耐沖擊、耐磨損、耐高溫特性，表面化學(xué)氣相沉積后的高純度保障了硅料的合成工藝；在硅片熱處理和氧化工藝中，因碳化硅陶瓷具有耐高溫承載能力及高純度，能使制程處理溫度提高，從而提高硅片的性能，因此晶舟、托架、懸臂槳等核心部件越來也成為重要的卡脖子部件。

顯而易見，碳化硅陶瓷在鋰電池、光伏等新能源材料制備中的應(yīng)用是越來越廣泛了。不過在一些大尺寸、復(fù)雜部件、高純部件應(yīng)用方面，國產(chǎn)材料還存在著明顯的劣勢，在高純粉體、高純處理工藝以及高純裝備方面，還需要進(jìn)行深入的研究，距離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有差距。

到底該如何加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，“2023年先進(jìn)陶瓷三大熱點(diǎn)應(yīng)用方向創(chuàng)新發(fā)展論壇”上來自江蘇三責(zé)新材料科技有限公司的閆永杰博士為您揭曉。屆時，他將發(fā)表題為《碳化硅陶瓷在新能源材料制備中的機(jī)遇與挑戰(zhàn)》的報告，帶領(lǐng)大家挖掘碳化硅陶瓷基在新能源領(lǐng)域的潛力。身為高性能結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域的科研及產(chǎn)業(yè)化專家，閆博士在碳化物、氮化物和硼化物陶瓷的制備工藝和產(chǎn)業(yè)化上有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此千萬不要錯過這次難得的求知機(jī)會！