聊城实施制造业强市战略,壮大产业规模、优化产业结构、提升产业能级
20条产业链挺起制造脊梁https://t.cn/A6SzT7Ij
 □ 本报记者 胡 磊
       孙亚飞 薛良诚

  聊城紧紧围绕省“十强”产业,聚焦20条重点产业链,大力实施“制造业强市”战略,建立产业链链长制实体化推进机制,着力壮大产业规模,持续提升制造业现代化水平,为实现“六个新聊城”的奋斗目标提供强有力支撑。

  今年上半年,聊城规上工业企业达到1557家,规上工业增加值同比增长7.5%,规下工业增加值同比增长4.8%。制造业增加值占GDP的比重27.3%,同比提高0.6个百分点。工业税收同比增长16.8%,占全部税收比重达45.6%,同比提高4.6个百分点。
穿珠成“链”,优化产业结构

  8月5日,在山东阳平食品有限公司6000吨杂粮食品深加工项目生产车间,6条生产线马力全开。

  该项目位于莘县鲁西中昊食品产业园,投资2.1亿元。提及投资莘县,山东阳平食品有限公司总经理任学正坦言:“莘县粮食、蔬菜资源丰富,可以为我们提供充足的原材料,有效降低生产成本。”

  “阳平”品牌是山东老字号之一。目前,山东阳平食品有限公司已发展成为集胡辣汤料系列、谷物代餐粉、五谷养生粥等系列产品研发、生产、销售于一体的现代化食品企业,产品市场占有率居行业前列。

  “莘县被誉为‘中国蔬菜第一县’,种植业强势发展的同时,也面临产业链两端薄弱问题。近年来,我们持续向‘微笑曲线’两端发力,全力推进农副食品高端加工,打造了集食品加工、研发、物流、电子商务于一体的鲁西中昊食品产业园。”聊城鲁西经济开发区党工委书记、管委会主任刘德生介绍,鲁西中昊食品产业园区将依托自身独特的区位、资源优势,实现食品及相关产业的集聚发展,打造冀鲁豫地区功能齐全、产业特色鲜明、项目效益突出的生态型高端食品产业园区。

  聊城是我省典型的农业大市,吸引了486家农副产品加工规上企业来投资建厂。此外,瞄准市场需求,聊城持续推动装备制造业向高端化、数字化、智能化转型,助力产业结构不断优化。

  8月1日,在山东鲁晟精工机械有限公司的生产车间,公司总经理樊丙建告诉记者:“这批数控机床刚刚调试完,即将出口到俄罗斯、土耳其。”

  鲁晟精工是省“专精特新”企业、瞪羚企业,公司在生产高端智能装备的同时,还获得了25项国家发明专利及8项实用新型专利,掌握多项行业尖端产品的核心技术。

  “数字孪生技术是数字经济时代的新产物,简单来说,就是在一个设备或系统的基础上,创造一个数字版的‘克隆体’。”技术出身的樊丙建告诉记者,他们先后与中国科学院沈阳计算技术研究所、聊城大学等达成合作,依托本地轴承市场,重点研究数字孪生、智能刀柄技术在机械行业数字化车间、智能工厂转型升级及新旧动能转换工程上的应用。

  目前,聊城已经形成包括农副产品加工、农机及高端装备、绿色化工在内的20条重点产业链,并大力实施“专精特新”融链固链行动,支持鲁晟精工等有潜质的企业卡位入链,促进产业链上下游企业融通发展,提高本地配套率。

  为补齐20条重点产业链的薄弱环节,聊城紧盯国内外尖端产品工艺设备,围绕京津冀、长三角、粤港澳大湾区等产业集聚重点区域,瞄准世界500强和国内主导产业链行业前50强企业等招商目标,精心绘制招商图谱,开展产业链招商,精准招引一批“填空式”企业、落地一批“补充型”项目。今年以来,全市新签约过亿元招商引资项目221个,计划投资总额737.4亿元。

“链主”领航,提升产业能级

  “我们积极响应‘双碳’战略,加大节能减排力度,在全国碳排放权交易中,信发集团交易量已达到1407.6万吨,占全国总交易量的7.47%,交易额7.43亿元。”山东信发集团董事局主席张学信说。作为有色金属产业“链主”企业,信发集团先后投资300多亿元对全产业链进行升级改造;投资18亿元改造水冷机组为间冷机组,节水达到96%以上;投资14亿元建设9条煤炭铁路专用线,率先实现了“公转铁”。

  近年来,信发集团持续走低碳引领、绿色发展的循环经济模式,逐渐形成了“能源、有色、化工、建材”四大产业链条。“上下产业衔接,左右工序相连,企业生产过程中产生的煤灰、煤渣、脱硫石膏等,都能成为下游企业所需的能源、原料,实现固废吃干榨尽、变废为宝,纸面石膏板、砌块、粉煤灰砖三种产品已通过国家绿色建材三星级认证。”张学信说。目前,信发集团通过发展循环经济,每年创造经济效益超百亿元。

  聊城市茌平区发挥信发集团的资源优势,积极打造产业聚集新高地、转型升级新平台和经济增长新引擎,现已吸引上海友升铝业有限公司、山东骏程金属科技有限公司等199家链上企业相继落户。“目前,茌平区铝产业上游领域已逐渐完备,铝产业发展的重点向铝精深加工领域延伸,已形成汽车交通用铝产业链、新型功能铝产品产业链等两条日趋完备的先进铝深加工产业链。”茌平区工业技改创新服务中心主任冯铁军说。

  聊城将“链主”企业视为建设“制造业强市”的宝贵资源,全力抓好资源要素保障,支持其做稳做大做强,更好地发挥聚合带动效应。

  走进山东冠洲股份有限公司的设计中心,一个按照1:800比例还原、制作的“冬奥会国家冰上项目训练中心”引人注目。“经过多年的努力,我们最终攻克了彩涂板涂层方面的诸多‘卡脖子’难题。模型上使用的这款氟碳铝镁锰彩涂板,能确保70年不掉色。”山东冠洲股份有限公司副总经理宋章峰说,目前这项技术已经应用于冬奥会国家速滑馆“冰丝带”、北京大兴国际机场等重大工程。

  精品钢板产业是冠县特色支柱产业,也是聊城黑色金属产业链的重要组成部分。在产业链“链主”山东冠洲股份有限公司的带动下,冠县已形成130余家钢材绿色智造及其上下游企业抱团发展的格局,形成了年综合生产加工能力达1600万吨的产业集群。

  “冠洲是全县精品钢板产业的‘领头羊’,起到了表率引领作用。”冠县发展和改革局党组书记、局长呼庆国介绍,当前,冠县正积极引导中小企业围绕“链主”企业走高端化、专业化、差异化发展路子。

  为进一步提升产业能级,聊城启动“链主”企业领航行动,培育核心竞争力、集成能力和带动作用强的“链主”企业。与此同时,发挥“链主”企业支撑引领作用,加强产业链上下游资源整合共享,带动中小企业“入链”发展,构建大中小企业优势充分发挥、紧密配套合作、竞相协同发展的良好产业生态。

“链长”巡链,畅通产业循环

  “我们创新研发的外硬内弹刀圈,冲击功从原来每平方厘米五六十焦耳,提升到每平方厘米一百二十焦耳,性能提升了一倍。”在山东易斯特工程工具有限公司实验室,公司副总经理陈曙光指着屏幕上的数据介绍。

  易斯特主要生产盾构机刀具,刀具外圈需要高硬度,内圈则需要有韧性。

  “冲击功是衡量材料韧性的重要指标,提升刀具韧性,一直是业内的技术难点。我们能够取得跨越式的进步,离不开产业链链长的帮助。”陈曙光说,在聊城高新区党工委副书记、管委会副主任、纪工委书记、监工委主任、高新区副总链长朱炜的一次“巡链”活动中,他将公司想提升冲击功却苦于缺乏技术支持的困难告诉朱炜。朱炜当即答应帮其找到一位科技人才。

  经过一番筛选,朱炜将聊城大学机械与汽车工程学院讲师徐立鹏推荐给陈曙光。徐立鹏仅用4个月时间便帮助公司突破了技术瓶颈。

  企业是产业发展的核心主体,企业家是产业转型升级的第一驱动力。聊城积极营造尊重企业家、关心企业家、支持企业家的浓厚氛围,各产业链链长不定期开展“巡链”活动,采取调度会、座谈会、协调会、现场调研、现场办公、专题活动等形式,调度牵头部门、配合单位和重点县(市、区)工作情况,了解掌握产业链发展现状,及时发现解决产业链发展的“断点”“堵点”,指导和推动产业链高质量发展。

  “东阿县拥有丰富的阿胶资源及生物医药基础,为我们今后的发展提供了保障。”东阿辰康药业有限公司董事长蔡久庆告诉记者,目前,公司研发的阿胶肽、鱼鳞肽等五种产品已进入试生产阶段。

  东阿辰康药业有限公司是聊城招引入链的生物医药企业,在项目建设过程中并不顺利。“当时,资金到位慢,拖慢了整个项目的建设进度。”蔡久庆说。在东阿县生物医药(阿胶+)产业链链长、东阿县委副书记贾连勇帮助下,10家金融机构伸出了援助之手,为辰康药业提供了5000万元的建设资金。

  深入推行链长制,关键要在抓落实上下功夫。聊城已建立产业链链长制实体化推进机制,搭建起“1+4+12+7”工作架构(1个产业链链长制工作办公室,下设4个工作组、12个产业链链长制工作推进组及7个要素保障组),同时印发《2022年制造业产业链链长制实施方案》,进一步明确“一名市级领导牵头、一个责任部门推进、一个工作方案落实、一套支持措施配套、一个‘链主’企业领航”的“五个一”工作机制,形成齐抓共管、协调推进的合力。

  如今,各链长和牵头部门“一把手”发挥好牵头抓总作用,统筹推进招商引资、项目建设、人才引进、技术创新等事项,解决企业诉求。同时,加大督导工作力度,强化考核结果运用,确保链长制各项措施落到实处。

#走在前 开新局# 【聊城实施制造业强市战略,壮大产业规模、优化产业结构、提升产业能级 20条产业链挺起制造脊梁】聊城紧紧围绕省“十强”产业,聚焦20条重点产业链,大力实施“制造业强市”战略,建立产业链链长制实体化推进机制,着力壮大产业规模,持续提升制造业现代化水平,为实现“六个新聊城”的奋斗目标提供强有力支撑。
  今年上半年,聊城规上工业企业达到1557家,规上工业增加值同比增长7.5%,规下工业增加值同比增长4.8%。制造业增加值占GDP的比重27.3%,同比提高0.6个百分点。工业税收同比增长16.8%,占全部税收比重达45.6%,同比提高4.6个百分点。
穿珠成“链”,优化产业结构
  8月5日,在山东阳平食品有限公司6000吨杂粮食品深加工项目生产车间,6条生产线马力全开。
  该项目位于莘县鲁西中昊食品产业园,投资2.1亿元。提及投资莘县,山东阳平食品有限公司总经理任学正坦言:“莘县粮食、蔬菜资源丰富,可以为我们提供充足的原材料,有效降低生产成本。”
  “阳平”品牌是山东老字号之一。目前,山东阳平食品有限公司已发展成为集胡辣汤料系列、谷物代餐粉、五谷养生粥等系列产品研发、生产、销售于一体的现代化食品企业,产品市场占有率居行业前列。
  “莘县被誉为‘中国蔬菜第一县’,种植业强势发展的同时,也面临产业链两端薄弱问题。近年来,我们持续向‘微笑曲线’两端发力,全力推进农副食品高端加工,打造了集食品加工、研发、物流、电子商务于一体的鲁西中昊食品产业园。”聊城鲁西经济开发区党工委书记、管委会主任刘德生介绍,鲁西中昊食品产业园区将依托自身独特的区位、资源优势,实现食品及相关产业的集聚发展,打造冀鲁豫地区功能齐全、产业特色鲜明、项目效益突出的生态型高端食品产业园区。
  聊城是我省典型的农业大市,吸引了486家农副产品加工规上企业来投资建厂。此外,瞄准市场需求,聊城持续推动装备制造业向高端化、数字化、智能化转型,助力产业结构不断优化。
  8月1日,在山东鲁晟精工机械有限公司的生产车间,公司总经理樊丙建告诉记者:“这批数控机床刚刚调试完,即将出口到俄罗斯、土耳其。”
  鲁晟精工是省“专精特新”企业、瞪羚企业,公司在生产高端智能装备的同时,还获得了25项国家发明专利及8项实用新型专利,掌握多项行业尖端产品的核心技术。
  “数字孪生技术是数字经济时代的新产物,简单来说,就是在一个设备或系统的基础上,创造一个数字版的‘克隆体’。”技术出身的樊丙建告诉记者,他们先后与中国科学院沈阳计算技术研究所、聊城大学等达成合作,依托本地轴承市场,重点研究数字孪生、智能刀柄技术在机械行业数字化车间、智能工厂转型升级及新旧动能转换工程上的应用。
  目前,聊城已经形成包括农副产品加工、农机及高端装备、绿色化工在内的20条重点产业链,并大力实施“专精特新”融链固链行动,支持鲁晟精工等有潜质的企业卡位入链,促进产业链上下游企业融通发展,提高本地配套率。
  为补齐20条重点产业链的薄弱环节,聊城紧盯国内外尖端产品工艺设备,围绕京津冀、长三角、粤港澳大湾区等产业集聚重点区域,瞄准世界500强和国内主导产业链行业前50强企业等招商目标,精心绘制招商图谱,开展产业链招商,精准招引一批“填空式”企业、落地一批“补充型”项目。今年以来,全市新签约过亿元招商引资项目221个,计划投资总额737.4亿元。
“链主”领航,提升产业能级
  “我们积极响应‘双碳’战略,加大节能减排力度,在全国碳排放权交易中,信发集团交易量已达到1407.6万吨,占全国总交易量的7.47%,交易额7.43亿元。”山东信发集团董事局主席张学信说。作为有色金属产业“链主”企业,信发集团先后投资300多亿元对全产业链进行升级改造;投资18亿元改造水冷机组为间冷机组,节水达到96%以上;投资14亿元建设9条煤炭铁路专用线,率先实现了“公转铁”。
  近年来,信发集团持续走低碳引领、绿色发展的循环经济模式,逐渐形成了“能源、有色、化工、建材”四大产业链条。“上下产业衔接,左右工序相连,企业生产过程中产生的煤灰、煤渣、脱硫石膏等,都能成为下游企业所需的能源、原料,实现固废吃干榨尽、变废为宝,纸面石膏板、砌块、粉煤灰砖三种产品已通过国家绿色建材三星级认证。”张学信说。目前,信发集团通过发展循环经济,每年创造经济效益超百亿元。
  聊城市茌平区发挥信发集团的资源优势,积极打造产业聚集新高地、转型升级新平台和经济增长新引擎,现已吸引上海友升铝业有限公司、山东骏程金属科技有限公司等199家链上企业相继落户。“目前,茌平区铝产业上游领域已逐渐完备,铝产业发展的重点向铝精深加工领域延伸,已形成汽车交通用铝产业链、新型功能铝产品产业链等两条日趋完备的先进铝深加工产业链。”茌平区工业技改创新服务中心主任冯铁军说。
  聊城将“链主”企业视为建设“制造业强市”的宝贵资源,全力抓好资源要素保障,支持其做稳做大做强,更好地发挥聚合带动效应。
  走进山东冠洲股份有限公司的设计中心,一个按照1:800比例还原、制作的“冬奥会国家冰上项目训练中心”引人注目。“经过多年的努力,我们最终攻克了彩涂板涂层方面的诸多‘卡脖子’难题。模型上使用的这款氟碳铝镁锰彩涂板,能确保70年不掉色。”山东冠洲股份有限公司副总经理宋章峰说,目前这项技术已经应用于冬奥会国家速滑馆“冰丝带”、北京大兴国际机场等重大工程。
  精品钢板产业是冠县特色支柱产业,也是聊城黑色金属产业链的重要组成部分。在产业链“链主”山东冠洲股份有限公司的带动下,冠县已形成130余家钢材绿色智造及其上下游企业抱团发展的格局,形成了年综合生产加工能力达1600万吨的产业集群。
  “冠洲是全县精品钢板产业的‘领头羊’,起到了表率引领作用。”冠县发展和改革局党组书记、局长呼庆国介绍,当前,冠县正积极引导中小企业围绕“链主”企业走高端化、专业化、差异化发展路子。
  为进一步提升产业能级,聊城启动“链主”企业领航行动,培育核心竞争力、集成能力和带动作用强的“链主”企业。与此同时,发挥“链主”企业支撑引领作用,加强产业链上下游资源整合共享,带动中小企业“入链”发展,构建大中小企业优势充分发挥、紧密配套合作、竞相协同发展的良好产业生态。
“链长”巡链,畅通产业循环
  “我们创新研发的外硬内弹刀圈,冲击功从原来每平方厘米五六十焦耳,提升到每平方厘米一百二十焦耳,性能提升了一倍。”在山东易斯特工程工具有限公司实验室,公司副总经理陈曙光指着屏幕上的数据介绍。
  易斯特主要生产盾构机刀具,刀具外圈需要高硬度,内圈则需要有韧性。
  “冲击功是衡量材料韧性的重要指标,提升刀具韧性,一直是业内的技术难点。我们能够取得跨越式的进步,离不开产业链链长的帮助。”陈曙光说,在聊城高新区党工委副书记、管委会副主任、纪工委书记、监工委主任、高新区副总链长朱炜的一次“巡链”活动中,他将公司想提升冲击功却苦于缺乏技术支持的困难告诉朱炜。朱炜当即答应帮其找到一位科技人才。
  经过一番筛选,朱炜将聊城大学机械与汽车工程学院讲师徐立鹏推荐给陈曙光。徐立鹏仅用4个月时间便帮助公司突破了技术瓶颈。
  企业是产业发展的核心主体,企业家是产业转型升级的第一驱动力。聊城积极营造尊重企业家、关心企业家、支持企业家的浓厚氛围,各产业链链长不定期开展“巡链”活动,采取调度会、座谈会、协调会、现场调研、现场办公、专题活动等形式,调度牵头部门、配合单位和重点县(市、区)工作情况,了解掌握产业链发展现状,及时发现解决产业链发展的“断点”“堵点”,指导和推动产业链高质量发展。
  “东阿县拥有丰富的阿胶资源及生物医药基础,为我们今后的发展提供了保障。”东阿辰康药业有限公司董事长蔡久庆告诉记者,目前,公司研发的阿胶肽、鱼鳞肽等五种产品已进入试生产阶段。
  东阿辰康药业有限公司是聊城招引入链的生物医药企业,在项目建设过程中并不顺利。“当时,资金到位慢,拖慢了整个项目的建设进度。”蔡久庆说。在东阿县生物医药(阿胶+)产业链链长、东阿县委副书记贾连勇帮助下,10家金融机构伸出了援助之手,为辰康药业提供了5000万元的建设资金。
  深入推行链长制,关键要在抓落实上下功夫。聊城已建立产业链链长制实体化推进机制,搭建起“1+4+12+7”工作架构(1个产业链链长制工作办公室,下设4个工作组、12个产业链链长制工作推进组及7个要素保障组),同时印发《2022年制造业产业链链长制实施方案》,进一步明确“一名市级领导牵头、一个责任部门推进、一个工作方案落实、一套支持措施配套、一个‘链主’企业领航”的“五个一”工作机制,形成齐抓共管、协调推进的合力。
  如今,各链长和牵头部门“一把手”发挥好牵头抓总作用,统筹推进招商引资、项目建设、人才引进、技术创新等事项,解决企业诉求。同时,加大督导工作力度,强化考核结果运用,确保链长制各项措施落到实处。https://t.cn/A6SzT7Ij

泰美克:提高氧化铝陶瓷热导率的几个要点

导热陶瓷有许多重要应用,其中用量最大也最受关注的莫过于陶瓷封装基板。尤其是随着电子器件精密程度的增加,元件的散热问题也开始变得棘手,因此对陶瓷基板的要求也变得更加苛刻。

氧化铝导热基板
能够用于导热的陶瓷材料被成为导热陶瓷材料,主要包括SiC、AIN、BeO、Al2O3等。其中SiC虽然具有较为优良的导热性以及热膨胀系数,但SiC有半导性,绝缘电阻小;AIN的粉体制备工艺复杂难以掌握,烧结也比较困难,整体成本较高;BeO陶瓷原材料价格昂贵,且BeO粉末具有毒性(但制品无毒)不容易被接受。
而Al2O3陶瓷是目前人类研究最透彻,应用最广泛的陶瓷材料,具有力学性能优异、抗腐蚀、耐磨性好、储量丰富、价格低廉等优点,在高端行业的关键器件中处处可见其身影。然而Al2O3陶瓷的导热性能在一众导热陶瓷中并不出众,尽管出色的性价比让它能够长期活跃在导热陶瓷领域中,但面对日益苛刻的导热要求,Al2O3陶瓷必须要最大限度地“榨出”潜能,使制品热导率持续接近其理论值,才可持久发展下去。
泰美克成立于1996年,专注于硬脆材料精密、精细加工。借助精湛的研磨、抛光等加工技术,可对陶瓷基板材料进行单、双面研磨、抛光加工,可获得优异的TTV、WARP,表面粗糙度可达到Ra:0.03-0.05μm,无孔洞现象,可应用于体积小、精度要求高、布线密度高的相关产品。
影响材料热导率的原因及解决方法
对绝缘陶瓷材料来说,声子的传播决定了材料的热导率。声子类似于点阵波,与光同样具有波动性,因此它在绝缘陶瓷材料内部的传递会与光具有相同之处。光在陶瓷材料中传播的阻碍主要为杂质、气孔和晶界对光的吸收和散射,那么热的传递也应如此,主要体现在材料的孔隙率、晶界、点缺陷、杂质等对声子传播的影响。
热量在陶瓷材料表面、晶界、气孔以及杂质中的传递过程模拟图
以上的几个参数,其实都和陶瓷的制备工艺有着非常紧密的关系。而在陶瓷材料的制备过程中,原料粉体的制备是非常重要的一个环节,可以说它们直接决定了陶瓷成品的性能。因此要提高陶瓷导热性能,必须要研究清楚原料对相关性能的影响机制。以下就从几个影响陶瓷导热性能的主要因素出发,分析原料对其的影响。
①致密度
致密度对陶瓷材料的性能有着直接显著的影响,对于导热性能来说,陶瓷材料的致密度越高其导热性能越好,主要体现在材料的低气孔率,即气孔越少,声子传播的阻力越小,陶瓷材料的导热性能越好。Zivcova等用淀粉作成孔剂制备了不同气孔率的氧化铝陶瓷材料,探究了气孔率对氧化铝陶瓷热导率的影响,实验表明,在相同温度下,气孔率越大热导率越低。
目前行业内一般会采用球形度高的氧化铝粉体作为原料。曾有研究员使用片状氧化铝粉体进行干压成型和烧结后,制备出互锁多孔结构的氧化铝陶瓷,其密度为0.920g/cm³,气孔率达到了76.34%,显然不适合作为导热陶瓷使用。而球形粉体具有更高的流动性,会对后续的成型和烧结会产生积极的影响,比如说LiuF等就在5.5GPa和900℃的高压环境下采用球形氧化铝粉体成功制备出了高致密度且近乎透明的氧化铝陶瓷。若原始粉体球形度不足时,也可以加入粘结剂对粉末进行造粒,形成类球状的形貌,同样能有效提高陶瓷的致密度。

类球形氧化铝和片状氧化铝
但球形度到位后也要注意粉末的粒度分布。JMa等对此进行了研究,他们将烧结分为初、中、后期三个阶段,较宽粒度分布的粉体因提高了生坯的密度所以在烧结初期可使陶瓷的致密化速率加快,除此之外,在烧结中期,宽粒度分布的粉体提高了晶粒生长的速率,材料中的封闭隔离孔被嵌入较大的颗粒状基体中,因此具有更好的烧结性,而且有助于在烧结后期保持较高的烧结速度。但是较宽的粒度分布会导致材料局部颗粒的堆积而产生致密化的差异,甚至在超过一定的粒度分布时,烧结体的晶粒尺寸会过大,孔结构变粗。
②杂质
陶瓷材料的导热性能受杂质含量的影响很大,主要分为两种形式,一是粉体原料的纯度;二是在烧结过程中所添加的烧结助剂。
陶瓷原料的纯度指的是材料中主要成分占总成分的百分含量。陶瓷粉体中或多或少都会含有杂质,这些杂质包括一些氧化物或金属离子,以及一些杂相。例如,氧化铝中的杂质往往为制备过程中的粉尘、大颗粒异物、设备加工带入的金属杂质等。除此之外,还包括一些杂相,比如结构疏松的β-Al2O3、γ-Al2O3,若其存在会影响材料成型之后的密度,从而影响导热性能。另外,氧化铝陶瓷粉体中还会存在一些杂质离子,如Na+、K+、Mg+和Ca2+等,它们的存在会加强粒子对声子的散射、增加声子传播自由程,使材料的热导率降低。
在陶瓷材料的烧结工艺中,加入烧结助剂是为了降低陶瓷材料的烧结温度,防止因晶粒的急剧长大而导致的晶粒尺寸不均匀以及减少材料的气孔率,这对提高陶瓷材料的致密度有很大作用。但同时也相当于引入了杂质,可能会对其导热性能产生不利的影响。
但这不代表烧结助剂不该加,主要得看最终效果。比如说AlN在Y2O3烧结助剂作用下,经过1800℃煅烧后,热导率还比较低,因为其晶粒和晶界间还存在少量氧元素和烧结助剂引入的杂质元素,当在N2气氛1900℃煅烧100h后,晶粒与晶界中的氧含量减少,晶界中的杂质元素消失,AlN热导率提升至272W/(m·K),这表明烧结助剂的加入是为了减少AlN中存在的氧原子,从而减少其中存在的杂质,提高热导率。
③晶粒尺寸
声子传播的过程中会受到各方面因素的影响,而这其中,晶粒尺寸对材料的导热系数影响也很大,Pabst等采用两步相混合建模的方法计算了纯氧化铝-氧化锆陶瓷材料不同晶粒尺寸的热导率,并与实验所得的结果进行了对比。
他们得出:材料的实际热导率要比理论计算得出的要低,是因为陶瓷中存在纳米级别的孔隙率,造成了热导率的差异,而不仅仅是晶粒尺寸的问题。由此可见,晶粒尺寸决定了孔隙的尺寸,如果晶粒尺寸处于纳米级别,材料中会出现极难消除的纳米级孔隙,这是无法避免的,因为通过任何手段都无法达成致密度100%的陶瓷材料,只有尽可能降低材料的孔隙率,所以,初步得出纳米级别的晶粒尺寸可以提高陶瓷材料的热导率。
但是从另一方面分析,晶粒越细小,材料的晶界越多,增大了晶界对声子散射的强度,降低材料的导热性能,例如单晶氧化铝与多晶氧化铝的导热性能差异(如下图)。所以,陶瓷的晶粒尺寸对其热导率的影响还需要更多的研究。
单晶和多晶氧化铝的热导率比较

总结
总的来说,提高氧化铝粉体的性能会对其陶瓷制品的烧结和导热性产生积极的影响。除此之外,选择合适的成型烧结方式也非常重要。


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