日前,潮州三環(集團)股份有限公司(以下簡稱“三環集團“)應邀在上海先進陶瓷前沿與產業發展論壇上,進行了《結構功能一體化氧化物陶瓷制備與應用》的業內熱門議題分享。三環集團事業部總經理楊雙節先生就結構功能一體化氧化物陶瓷在先進電子行業的創新應用與發展進行了深度的解讀,讓行業在先進電子陶瓷產業化的技術方向與產業化難點解決上深受啟發。
【三環集團總部】
三環集團深耕電子材料領域50多年,沉淀了豐富的技術優勢,也積極為客戶需求提供解決方案。近年來,三環集團連同終端客戶推出一批新顏色、新效果、新工藝的陶瓷外觀件,粉體的開發能力及強度顯著提升,攻克了陶瓷結合、陶瓷撞色、陶瓷新顏色等諸多難題。
三環集團表示,近年來,氧化鋯陶瓷的應用得到飛速發展,廣泛應用在3c外觀件、智能終端、精密陶瓷結構件等領域。隨著國內外市場趨勢的變遷,先進陶瓷材料的國內應用市場也日趨成熟。
【三環集團產品】
在眾多優良性能的支持下,三環集團的氧化鋯陶瓷在結構陶瓷、生物陶瓷以及電子功能陶瓷等領域應用越來越廣,并且在第三代燃料電池——固體氧化物燃料電池(SOFC)和固體氧化物電解電池(SOEC)應用領域成功應用。
在消費電子領域,三環集團的氧化鋯陶瓷已經成為5G、AI手機、電腦、可穿戴設備等先進電子功能結構外觀件、多層陶瓷電容器(MLCC)元件的核心材料。在量產工藝突破方面,通過價態變化,三環集團的氧化鋯陶瓷實現了有顏色和性能的突破;通過燒結溫度控制,解決了燒結過程中色料擴散的邊界發暈現象,建立了撞色陶瓷的燒結體系。
目前在三環集團的技術支持與產能配合下,市場上高端品牌的AI旗艦手機、5G/衛星手機、智能手表等,都開始聯合三環集團生產各具特色的功能陶瓷結構產品。這些產品具有強度高、散熱好、無信號屏蔽、生物兼容性安全、產品表面質地表現力強等材料性能與設計優勢,除了在系統運行穩定、信號靈敏穩定,可長時間佩戴不過敏等用戶體驗上深受市場喜愛外,各種奢華的外觀色彩與質地的差異化表現,也為彰顯高端用戶品牌文化認可提供了保證。
另外三環集團重點突破的多層片式陶瓷電容器(MLCC)產品,是一種能夠存儲電能的超精密高端電子元件,是電子設備中大量使用的電子元件之一,具有隔直、耦合、旁路、濾波、調諧回路、控制電路等方面的作用,被廣泛應用于消費電子、5G通訊、汽車電子、家電等領域,業內稱之為“電子工業大米”,也是消費電子行業的重要元器件產品,長期以來進口依賴嚴重。
三環集團從2001年開始研發該項產品,通過持續加大對MLCC技術研發和產能擴產的投入,不斷創新和攻堅克難,目前,三環集團的MLCC產品已實現介質層從單層5μm膜厚到1μm膜厚的飛躍、堆疊層數達到1000層,逐步突破高端MLCC生產關鍵技術,并逐步推出了高容高壓、高強度、高頻系列產品,滿足多種場景中對MLCC的參數要求,成為中國市場上進口替代的主力軍。
三環集團表示未來將持續加強對基礎材料與先進陶瓷技術的探索,從材料技術、新工藝技術等方面,不斷提升MLCC產品性能,朝著微型化、高容化、高頻化、高可靠度、高壓化等方向進一步發展,力爭在MLCC領域實現突破。
而在全球最前沿的綠色電力領域,三環集團進行了深度布局——第三代燃料電池“固體氧化物燃料電池(SOFC)”三環集團也把氧化鋯作為了功能結構材料來進行深入研發。
固體氧化物燃料電池(SOFC)和固體氧化物電解電池(SOEC)第三代燃料電池是一種可逆地運行的高效發電技術,可實現電能和化學能之間的高效循環轉換,并提供長期和大容量的儲能。在燃料電池模式SOFC操作中,電是通過氧化燃料產生的。在電解電池SOEC模式下,電力產生H2、合成氣等,不管是材料技術還是發電技術,都處在全球科技的最前,是各國重點扶持領域。
目前全球都把燃料電池技術是繼水力、火力和核能之后的第四代發電技術來進行推廣,固體氧化物燃料電池作為最前沿、最高效、開發難度最高的燃料電池技術,具有轉換效率高、低碳環保、不用貴金屬、燃料種類靈活(能夠使用天然氣、氫氣、煤制氣、生物質氣、甲醇等多種燃料)等優勢,可作為化石能源的補充和替代,應用于分布式發電、家庭熱電聯供、反向制氫、交通等領域。
【三環集團燃料電池展廳】
三環集團于2004年開始研發該項產品,經過近20年的持續投入與技術攻關,三環集團現已成為全球SOFC/SOEC產業鏈的核心環節之一,掌握從材料、單電池、電堆、到系統的SOFC/SOEC全技術鏈條研發及量產能力,擁有50余項核心專利,同時牽頭承擔“十四五”國家重點研發計劃。2022年,三環集團成功創新了我國首臺套百千瓦級陶瓷燃料電池發電系統示范應用,經國際第三方機構SGS檢測,發電效率達到了64.1%,熱電聯供效率達91.2%,處于全球先進水平。2023年,在廣東惠州天然氣發電有限公司運行的210kW發電系統研發與應用示范項目順利通過驗收,為“碳達峰、碳中和”過程中的可再生能源高效利用,提供安全、可靠的新能源技術替代支持。
目前,三環集團在潮州、深圳、成都、德陽、南充、蘇州、武漢、香港、德國、泰國等地均設有公司,是一家專注于先進材料研發、生產及銷售的綜合性高新技術企業。產品覆蓋電子、新能源、通信、半導體、移動智能終端等眾多應用領域,其中光通信用陶瓷插芯、片式電阻用氧化鋁陶瓷基板、半導體陶瓷封裝基座等產品產銷量均居全球前列。公司被認定為國家高新技術企業、國家技術創新示范企業、國家企業技術中心、中國制造業單項冠軍示范企業,連續多年入選中國電子元件百強企業。