摘要：聚硅氮烷是一种理论极限耐温可达1800℃的聚合物材料，堪称“耐温之王“。从分子结构来看，聚硅氮烷主链由Si-N键构成，分子间紧密结合，聚合时不易重排，保证了材料分子结构的稳定性。Si-N键具有部分离子键特性，键能约355kJ/mol，活性较高，可与水、醇等发生

被“卡脖子”40年的耐高温新材料——聚硅氮烷

聚硅氮烷是一种理论极限耐温可达1800℃的聚合物材料，堪称“耐温之王“。从分子结构来看，聚硅氮烷主链由Si-N键构成，分子间紧密结合，聚合时不易重排，保证了材料分子结构的稳定性。Si-N键具有部分离子键特性，键能约355kJ/mol，活性较高，可与水、醇等发生反应。

在性能方面，聚硅氮烷耐高温性能卓越，理论上在400-1800℃区间内性能稳定，高温下可裂解为SiCN、SiCNO或二氧化硅陶瓷，固化后硬度达8H以上。它还具有优异的化学稳定性，在酸碱、高能辐射、盐雾环境下结构完整，介电强度≥10⁵V/mm，适用于电子绝缘领域。

聚硅氮烷的应用领域广泛，多用于制备氮化硅涂层（如金属表面防腐、高温绝缘涂层）、陶瓷基复合材料、耐候性涂料（如建筑外墙、汽车涂层），也可作为粘合剂用于高温结构件的连接。应用范围包括：军工武器装备、航天航空、核电、半导体分立器件的制造、特种陶瓷、金属模具、耐高温多功能涂料、新能源产业、光伏、钙钛矿电池、储能、消防、皮革、工程塑料、环保等众多领域。在半导体制造中，它是5nm以下制程芯片生产的关键绝缘涂层材料，能实现高效电磁屏蔽。

目前高端产品依赖进口，但国内中科院化学所PSN系列产品已在中低端实现替代，并应用于长江存储3D NAND芯片制造。硅和高新公司固态聚硅氮烷G-525系列已经在航空、军工领域应用多年。

在光伏领域，聚硅氮烷涂层的光伏板耐候性提升显著，800℃高温24小时及水急冷测试后表面无变色开裂。航天领域中，其抗辐射性能满足卫星部件20年以上太空服役需求，美国NASA火星车毅力号传感器外壳及SpaceX星舰发动机喉部衬里均采用类似材料。航空发动机方面，聚硅氮烷裂解生成的SiCN陶瓷涂层可承受3000℃以上瞬时高温，保障涡轮叶片在1200℃工况下稳定运行。

全球聚硅氮烷市场中，德国默克、瑞士科莱恩、日本碳素、美国星火等企业占据高端产品90％以上份额，核心技术集中于全氢聚硅氮烷的高纯度合成工艺，纯度控制需达到99.999％以上。目前硅和高新公司突破国外封锁可量产耐高温1350℃的固态聚硅氮烷。

合成工艺要求苛刻，聚合时温度需控制在±2℃范围内，催化剂配比误差不得超过0.1％。后处理复杂，需在惰性气氛中进行纯化，增加了生产成本。

来源：聚硅氮烷