中國粉體網訊 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,重塑著制造業的底層邏輯與發展路徑——它就是納米金屬粉體。憑借其獨特的小尺寸效應、表面效應、宏觀量子隧道效應,納米金屬粉體展現出突破傳統材料性能邊界的巨大潛力,成為驅動前沿科技革新與工業轉型升級的關鍵戰略材料。
納米金屬粉體為何“關鍵”?
納米金屬粉體絕非普通金屬粉末的縮小版。其納米尺度的結構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活性;量子效應使其具備特殊的光、電、磁性能;優異的燒結性能可在低溫下實現致密化連接。這些特性使得納米金屬粉體能夠突破傳統材料在精度、性能、工藝溫度等方面的限制,為制造技術帶來顛覆性創新。
重大機遇:三大前沿領域迎來爆發
當前,多項尖端技術的飛速發展,為納米金屬粉體打開了廣闊的應用空間:
高密度PCB互連:隨著電子設備向小型化、高性能化發展,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,是實現微米級精細線路互連的關鍵。
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形成高質量電極,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)在低溫燒結銀/銅膏、高導熱界面材料等方面展現出巨大潛力,是解決第三代半導體封裝散熱和互連可靠性的理想選擇。
關鍵挑戰:燒結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的規模化應用仍面臨核心挑戰:
燒結活性:如何在保證低溫燒結的同時,實現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境下。氧化會顯著劣化其導電性、導熱性和燒結活性,嚴重影響材料性能和長期穩定性。
未來之路:協同創新,攻克瓶頸
納米金屬粉體的發展與應用是一項系統工程,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:
開發新型表面改性技術,提升粉體分散性、燒結活性及抗氧化能力。
探索合金化、核殼結構設計等策略,優化綜合性能。
研發高效、環保、低成本的規模化制備技術。
深化對納米尺度下燒結機理、界面行為等基礎科學問題的理解。
2025年7月17日,中國粉體網將在湖南·長沙舉辦“2025高端金屬粉體制備與應用技術大會暨2025通信電子、3D打印、粉末冶金市場金屬粉國產化交流會”。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中的應用及關鍵技術》的報告,王建偉總經理將為您介紹納米金屬粉體的前沿技術應用與發展前景。
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)有限公司副總經理。任中國有色金屬學會理事、材料科學與工程學術委員會委員、《Acta Mater.》《SURF INTERFACES》等期刊審稿人。長期從事微納金屬功能粉體/電子漿料開發與應用、材料基因組共性技術與應用等工作。承擔國家重點研發計劃、國家自然科學基金等科技項目40余項,發表論文80余篇,獲授權發明專利30余項,獲中國有色金屬工業科技獎4項。
參考來源:
中國粉體網、有研粉材官網
(中國粉體網編輯整理/留白)
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