聚硅氮烷研发突破

摘要：在国际材料技术封锁的背景下，高端陶瓷聚合物长期被列入对华禁运清单。德国默克公司开发的DURAZANE低分子量液态聚硅氮烷系列产品，虽广泛应用于民用涂料领域，却因美国贸易出口管制政策，完全禁止向中国出口。而涉及军工、航天、核能等尖端领域的聚硅氮烷产品，更是被严格

突破禁运！硅和高新实现陶瓷聚合物材料国产化

在国际材料技术封锁的背景下，高端陶瓷聚合物长期被列入对华禁运清单。德国默克公司开发的DURAZANE低分子量液态聚硅氮烷系列产品，虽广泛应用于民用涂料领域，却因美国贸易出口管制政策，完全禁止向中国出口。而涉及军工、航天、核能等尖端领域的聚硅氮烷产品，更是被严格封锁。这一技术壁垒，曾让中国高端制造面临“卡脖子”困境。

禁运困局：材料封锁下的产业之痛

聚硅氮烷作为一种可转化为陶瓷的聚合物，其分子结构中的Si-N键具有部分离子键特性，键能约355kJ/mol，赋予材料卓越的耐高温性能（理论极限1800℃）和化学稳定性。在400-700℃温度区间，聚硅氮烷分子上的有机基团分解，形成Si-C-N无定形陶瓷网络；在1500℃以上，则生成Si₃N₄/SiC晶相，密度达3g/cm³，成为航空航天、核电等领域的核心材料。

然而，国际巨头通过技术垄断构建壁垒。德国默克公司凭借全氢聚硅氮烷的高纯度合成工艺（纯度达99.999％），占据全球90％以上高端市场份额。其产品不仅禁售中国，更通过专利布局限制技术扩散。例如，在5nm以下制程芯片的绝缘涂层领域，国内企业曾因缺乏高纯度聚硅氮烷，被迫依赖进口，导致生产成本飙升。

技术突围：硅和高新的国产化之路

在禁运背景下，硅和高新新材料科技有限公司（以下简称“硅和高新”）通过自主创新，实现了聚硅氮烷的国产化突破。公司依托西安交通大学、浙江清华长三角研究院等高校的专家团队，攻克了高纯度合成、规模化生产等关键技术，成为国内唯一实现固态聚硅氮烷量产的企业。

1.核心技术突破

硅和高新的固态聚硅氮烷系列产品，通过纳米材料改性技术，显著提升了机械强度与附着力。其分子结构中的氢键力使材料不可蒸发，能与金属、陶瓷、玻璃等基材形成化学键。在100-300℃温度区间，材料可转变为透明硬塑料；在400-700℃区间，有机基团分解生成Si-C-N陶瓷；在1500℃以上，则形成Si₃N₄/SiC晶相，密度达3g/cm³，性能与国际巨头产品相当。

2.应用场景拓展

硅和高新的产品广泛应用于多个战略领域：

‌航空航天‌：作为火箭发动机喉部衬里材料，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。

‌军工‌：用于航母甲板防滑层、核反应堆部件涂层，在高温、腐蚀环境下长期稳定运行。

‌半导体‌：作为5nm以下制程芯片的绝缘涂层材料，实现高效电磁屏蔽，已应用于长江存储3D NAND芯片制造。

‌新能源‌：光伏板涂层经800℃高温及水急冷测试后无开裂，耐候性提升3倍以上；氢燃料电池质子交换膜可提升工作温度，丰田Mirai新一代车型已启动路试。

产业链协同：从“材料研发”到“生态构建”

硅和高新通过与国防科技大学、航空工业西安航空制动科技有限公司等单位的合作，建立了“材料-设备-施工”一体化标准。例如，其开发的专用喷涂设备可实现5分钟快速固化，施工效率提升3倍。2025年，该技术配套产业链产值预计突破50亿元。

1.经济性：全生命周期成本优化

以单次35千伏设备绝缘修复为例，传统停电作业需协调停电窗口、调配人力机械，综合成本约1.2万元；而硅和高新技术单次作业成本仅0.8万元，且无需承担停电损失。按年修复量1000次计算，可节省成本400万元。若推广至全国配网，年节约运维费用超10亿元。

2.安全性：从“被动响应”到“主动防御”

硅和高新的涂层在高温（-40℃至150℃）、严寒、潮湿等极端环境下性能稳定，长期使用无开裂、粉化现象。2024年台风“海燕”期间，某沿海城市电网使用该涂层的设备故障率较未使用区域降低60％，验证了其抗灾能力。