8種先進(jìn)材料入選《軍用技術(shù)轉(zhuǎn)民用推廣目錄(2018年度)》

1、第三代半導(dǎo)體碳化硅新型功能材料及功率器件

技術(shù)簡介：碳化硅功能材料具有禁帶寬度大、臨界擊穿場強(qiáng)大、熱導(dǎo)率高、飽和漂移速度高等特點(diǎn)。碳化硅功能材料采用國內(nèi)外通用的物理氣相傳輸（PVT）法生長，關(guān)鍵技術(shù)包括生長溫度和溫度梯度的控制技術(shù)、原材料純化技術(shù)、化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）技術(shù)等。碳化硅功率器件擊穿電壓高，損耗低，速度快，同等應(yīng)用條件下，系統(tǒng)效率更高，體積更小。其中碳化硅SBD器件采用國際通用的MPS技術(shù)和背面減薄工藝，關(guān)鍵技術(shù)包括表面電場抑制技術(shù)，金屬化、退火、減薄工藝等。碳化硅MOSFET量產(chǎn)產(chǎn)品采用更成熟、可靠性更高的平面柵工藝，關(guān)鍵工藝包括柵氧化等。

在民用領(lǐng)域的應(yīng)用：主要有光伏、新能源汽車、高性能服務(wù)器電源等行業(yè)，其中在光伏行業(yè)，主要應(yīng)用的產(chǎn)品為分布式光伏逆變器；在新能源汽車領(lǐng)域，主要應(yīng)用包括充電樁、車載充電機(jī)、車載DC~DC，以及電機(jī)驅(qū)動器；在高性能服務(wù)器電源行業(yè)，主要為應(yīng)用于PFC的SBD產(chǎn)品，可使系統(tǒng)效提升至超過99%，該行業(yè)是當(dāng)前SiC應(yīng)用最廣泛的行業(yè)。 

2、新型輕量化高強(qiáng)度鑄造鋁合金材料

技術(shù)簡介：新型輕量化高強(qiáng)度鑄造鋁合金材料是由航空工業(yè)蘭飛在軍民融合項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)過程中，充分利用軍用合金技術(shù)，基于我國和國外相關(guān)高強(qiáng)度鑄造鋁合金技術(shù)，并充分利用公司航空軍用鑄造鋁合金技術(shù)沉淀，通過合金配方研究、成分功能分析、配比調(diào)整和優(yōu)化，以及生產(chǎn)技術(shù)的完善和固化等措施，研制出的新型輕量化高強(qiáng)度鑄造鋁合金材料。ZL270LF鑄造性能和綜合機(jī)械性能優(yōu)于國產(chǎn)已公布的鑄造鋁合金材料，抗拉強(qiáng)度達(dá)到450MPa以上，且具有優(yōu)良的延展性。同時，綜合機(jī)械性能優(yōu)于國外已公布的鑄造鋁合金材料。該材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、硬度均優(yōu)于國內(nèi)鑄造鋁合金材料，而抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、比強(qiáng)度也優(yōu)于結(jié)構(gòu)鋼、灰鑄鐵、低牌號球鐵、20#鋼。 

應(yīng)用范圍：可廣泛應(yīng)用于軍用航空和其他軍工領(lǐng)域，更是新能源汽車、高鐵、動車等民用行業(yè)輕量化進(jìn)程中不可多得的輕量化優(yōu)選材料。

3、高品質(zhì)大尺寸碳化硅（SiC）單晶襯底材料

技術(shù)簡介：在碳化硅單晶生長領(lǐng)域，技術(shù)開發(fā)單位采用物理氣相傳輸法（PVT）生長碳化硅（SiC）單晶，利用設(shè)計平臺計算機(jī)仿真軟件進(jìn)行溫場設(shè)計，并通過實(shí)際單晶生長進(jìn)行驗(yàn)證優(yōu)化；建立低缺陷密度、低雜質(zhì)控制生長模型，不斷改進(jìn)晶體生長的工藝參數(shù)，批量穩(wěn)定生長出極低缺陷密度的高品質(zhì)碳化硅（SiC）單晶。同時，技術(shù)開發(fā)單位采用多線切割技術(shù)對碳化硅（SiC）單晶進(jìn)行切片，使用優(yōu)化德爾物理研磨技術(shù)進(jìn)行研磨，使用獨(dú)特的化學(xué)機(jī)械拋光液清洗液對晶片進(jìn)行精密拋光，批量穩(wěn)定生產(chǎn)高質(zhì)量碳化硅（SiC）單晶襯底。該技術(shù)采用自主研制的碳化硅單晶生長爐，攻克了單晶生長、缺陷控制、襯底加工等一系列核心關(guān)鍵技術(shù)，批量穩(wěn)定生產(chǎn)高品質(zhì)碳化硅半導(dǎo)體單晶襯底材料，產(chǎn)品性能達(dá)到國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先水平。

應(yīng)用范圍：廣泛應(yīng)用于5G通訊、航空航天、軌道交通、新能源汽車、充電樁、電源服務(wù)器、變頻家電以及太陽能逆變器等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)電力電子系統(tǒng)的高效率、小型化和輕量化。

4、艾保板---納米孔二氧化硅氣凝膠巖棉復(fù)合保溫板

技術(shù)及應(yīng)用：該技術(shù)采用納米二氧化硅氣凝膠材料復(fù)合的新工藝，開發(fā)出艾保板系列防火保溫板。系列產(chǎn)品是以二氧化硅氣凝膠材料與超細(xì)無機(jī)纖維棉、高強(qiáng)纖維線、無機(jī)復(fù)合貼面材料以及無機(jī)防水封閉材料，經(jīng)過特殊復(fù)合工藝加工而成的新型復(fù)合保溫材料。屬于A級不燃防火材料，抗拉強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)在0.020～0.300W/(m·K)之間，材料的研制方案主要方向是滿足現(xiàn)有工程技術(shù)規(guī)程要求，滿足目前施工規(guī)范要求。艾保板材中含有大量細(xì)長纖維形成內(nèi)腹絲增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，提高保溫板的整體穩(wěn)定性和使用壽命，不粉化，不會膨脹，耐久性長，與建筑同壽命。新型氣凝膠復(fù)合材料的抗拉拔強(qiáng)度達(dá)到110KP以上，吸水率低于0.2%。該產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于建筑節(jié)能領(lǐng)域的傳統(tǒng)外墻薄抹灰工藝，能夠解決目前市場新國標(biāo)消防設(shè)計規(guī)范所要求的A級防火材料問題。

5、銅鋼復(fù)合材料制造技術(shù)

技術(shù)及應(yīng)用：該技術(shù)采用可控氣氛保護(hù)熱復(fù)合技術(shù)，將銅、鋼兩種金屬在高溫高壓下復(fù)合而成的一種新型金屬材料。銅鋼復(fù)合材料表層為銅，芯層為優(yōu)質(zhì)低碳鋼，具有覆銅牢、板型好，良好的深沖和導(dǎo)電性能，與普通鋼材相比，其耐蝕性、抗氧化性和表面質(zhì)量大幅提高；與普通黃銅相比，具有性能相似、銅用量少的特點(diǎn)。銅鋼復(fù)合材料由于質(zhì)量優(yōu)、性能好、成本低，可制作各種沖壓拉深零件、表面覆蓋件、接插件，目前已成為電子、通訊、五金、裝飾、散熱器等行業(yè)黃銅及錫磷青銅板帶的最佳替代材料。

6、電弧法碳納米角

技術(shù)簡介：用物理電弧剝離法制備出1～3層碳納米角、石墨烯、富勒烯、碳納米管和納米金屬鎂、3D打印等新材料。2013年研制成功第一條量產(chǎn)物理電弧剝離碳納米角、石墨烯生產(chǎn)線。2015年通過北京市環(huán)評，實(shí)現(xiàn)落地批量生產(chǎn)。電弧法導(dǎo)電碳納米角是以石墨棒為原料，在密閉的機(jī)器內(nèi)通過瞬間電弧放電，形成5000度高溫，石墨棒材料自動連續(xù)剝離，并附著基板上，通過加入清潔氣體在反應(yīng)室內(nèi)反應(yīng)冷卻。單根碳納米角直徑為2～5 nm，一端為封閉的錐形結(jié)構(gòu)，另一端開口，長度為10～20nm。碳納米角通常以直徑為80～100nm的球形聚集體存在，聚集體的形貌有dahlia, bud 和seed三種類型。

應(yīng)用范圍：碳納米角的比表面積大并且具有中空結(jié)構(gòu), 在催化劑載體、藥物載體、燃料電池等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。目前正致力于實(shí)現(xiàn)碳納米角在能量存儲和催化劑載體等方面的應(yīng)用。

7、人工合成云母超大晶體

技術(shù)簡介：該晶體為平整透明的長方體書狀單晶體，超大尺寸；可按要求分撥厚度在2mm～0.02mm范圍內(nèi)；可耐1100℃高溫；與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿不發(fā)生任何反應(yīng)；完全光透率（純透明）。相對于傳統(tǒng)的天然云母，人工合成云母超大晶體的耐腐蝕性、抗長期熱氣熱水沖刷性，以及耐高溫性能、透過率更好。

應(yīng)用范圍：人工合成云母超大晶體可用于電絕緣、高頻介質(zhì)、高溫真空、高溫高壓、強(qiáng)酸強(qiáng)堿、分子生物學(xué)研究、DNA結(jié)構(gòu)分析 、中子反射試驗(yàn)等工作環(huán)境?？蓮V泛應(yīng)用于電力、航空航天、船舶、核、石油化工、環(huán)保等領(lǐng)域。

8、石墨烯新材料

技術(shù)及應(yīng)用：使用直流電弧法，用氨氣和氦氣的混合氣作為反應(yīng)氣氛，制得氮摻雜石墨烯。采用該石墨烯的制備方法，在低壓力和小電流下即可高產(chǎn)率制備氮摻雜石墨烯，生產(chǎn)安全性高。制得的石墨烯純度在97％以上，經(jīng)透射電子顯微鏡表征，其層數(shù)大多在2-6之間，石墨烯片的大小在100-200納米之間，層間距約為0.4納米。生產(chǎn)的氮摻雜石墨烯在催化劑載體、鋰離子電池及導(dǎo)電薄膜等方面具有很好的應(yīng)用前景。