近期，国家知识产权局公开了四项氮化硅陶瓷领域的重要专利，分别由山东工业陶瓷研究设计院有限公司、中国第一汽车股份有限公司、高富高新材料（浙江）有限公司、四川泛翌新材料有限公司研发获得，覆盖天线罩、电子基板两大核心应用，聚焦低介电、高导热、强韧化关键技术，助力航空航天、新能源、半导体等高端领域产业升级。

1、一种低介电多孔氮化硅陶瓷天线罩及其制备方法——山东工业陶瓷研究设计院有限公司

公开号：CN121405483A；公开日期：2026.1.27

专利摘要：

本发明提供了一种低介电多孔氮化硅陶瓷天线罩及其制备方法，属于氮化硅陶瓷天线罩技术领域；所述制备方法包括包括制备天线罩罩体、喷涂氧化铝陶瓷层、喷涂改性有机硅树脂涂层；所述包覆氮化硅粉体步骤为，将正硅酸乙酯加入至无水乙醇中，搅拌均匀后，加入至氮化硅分散液中，控制温度为7‑8℃，加入完成后，搅拌反应3.5‑4 .0h，25‑27℃搅拌10‑12h，得到包覆氮化硅粉体；本发明制得的天线罩，硬度和强度高，耐雨蚀性能优异，介电常数低。

背景技术与发明内容：

氮化硅陶瓷熔点超 1900℃，兼具耐高温、高硬度强度、低密、介电常数可调及良好的化学稳定性、抗热震性，在航空航天领域应用突出，更是高速飞行器毫米波宽频带低成本天线罩的核心选材，而天线罩需同时承受气动热与气动载荷、保证毫米波信号高效透过，高孔隙率可降密度减重量、低介电常数能减少信号传输损耗，制备高孔隙率低介电常数的天线罩具有重要研究意义；目前现有技术多聚焦孔隙率＜50%、介电常数≥3.0 的多孔氮化硅陶瓷天线罩，针对孔隙率≥60%、介电常数≤2.5 的研究较少，因高孔隙率会导致氮化硅陶瓷结构疏松、硬度降低，易引发天线罩头部雨蚀、表面划伤，严重影响结构完整性和透波性能，还会增加涂层封孔成膜难度，防护涂层受损后难局部修复，推高维护成本甚至导致不可修复，制约其全寿命周期的可用性与经济性，为此本发明提供一种低介电多孔氮化硅陶瓷天线罩及其制备方法，可在提高孔隙率、降低介电常数的同时，提升材料硬度与强度，增强天线罩的耐划伤、耐雨蚀性能。

本发明的有益效果如下：

（1）采用本发明的方法制得的天线罩罩体，孔隙率为43‑69%，介电常数为2.0‑3.82；

（2）采用本发明的方法制得的初级天线罩，表面孔隙率为26‑37%，天线罩罩体与氧化铝涂层之间的结合强度为15.7‑20.3MPa；

（3）采用本发明的方法制得的氮化硅陶瓷天线罩，莫氏硬度为8‑9，弯曲强度为73‑220MPa，介电常数为2.06‑4.16；

（4）采用本发明的方法制得的氮化硅陶瓷天线罩，在经过耐雨蚀实验后，测得质量变化率为1.25‑1.58%，弯曲强度为70‑214MPa，介电常数为2.11‑4.22。

2、一种织构化氮化硅陶瓷基板及其制备方法——中国第一汽车股份有限公司

公开号：CN121342519A；公开日期：2026.01.16

专利摘要：
本申请提供一种织构化氮化硅陶瓷基板及其制备方法，涉及陶瓷基板领域。该方法包括：将α‑Si3N4粉末、β‑Si3N4晶种、烧结助剂、石墨、溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂混合、球磨，得到流延浆料；将流延浆料进行流延成型，得到生坯带，将所述生坯带进行裁片、叠层、静压工序得到生坯体；将生坯体进行裁切、敷粉、叠片、装匣钵、排胶，得到排胶后生坯体，在氮气气氛下，将排胶后生坯体进行烧结得到织构化氮化硅陶瓷基板；β‑Si3N4晶种在流延刮刀作用下定向，在烧结过程中作为模板会诱导新成核的β‑Si3N4晶粒沿流延方向排列形成织构化结构；石墨在氮化的过程中通过促进SiO2的去除，提高Si3N4‑Si3N4的连续性。

背景技术与发明内容：

大规模集成电路、半导体器件向小型化、高功率密度发展，新能源汽车 IGBT 电控系统等应用场景对陶瓷基板的导热、力学性能和可靠性提出严苛要求，开发兼具优异综合性能的陶瓷基板成为技术关键；氮化硅陶瓷力学性能优、抗热震性好，热膨胀系数约 3.2×10‑6/℃，能与常见半导体材料良好热匹配，且理论热导率高达 320 W・m‑1・K‑1，是理想选材，但实际制备产品的热导率远低于理论值，一方面传统成型工艺下其 β‑Si3N4 晶粒随机取向，而该晶粒沿 c 轴方向热导率可达约 450 W・m‑1・K‑1、沿 a 轴方向仅约 170 W・m‑1・K‑1，无法发挥 c 轴高导热特性，另一方面现有减少晶格氧提升热导率的方法需长时间烧结（>12h），存在能耗高、成本大、效率低的问题，且晶种定向无法去除晶格固有氧、单独碳热还原也无法最大限度提高热导率，二者单独使用均有局限性，难以大幅提升热导率，为此本申请提出一种织构化氮化硅陶瓷基板及其制备方法，以解决上述技术问题。

本发明的有益效果如下：

本申请提供的织构化氮化硅陶瓷基板的制备方法，混合时在α‑Si3N4粉末中添加βSi3N4晶种，在流延成型时β‑Si3N4晶种在刮刀应力的作用下形成一定程度的定向排列，在烧结过程中，已取向的β‑Si3N4晶种会优先定向生长，溶解的α‑Si3N4在晶种上析出使得晶粒长大并粗化；取向的β‑Si3N4晶种作为模板会诱导新成核的β‑Si3N4晶粒沿流延方向排列，形成织构化结构；同时，由于石墨具有较强的还原能力，在烧结过程中有利于SiO2的去除，从而降低晶格氧含量，提高Si3N4‑Si3N4的连续性。本申请提供的织构化氮化硅陶瓷基板，兼具低氧含量和高度晶体取向，热导率得到有效提高。

3.一种基于三元碳化物添加剂的高导热氮化硅陶瓷及其制备方法——高富高新材料（浙江）有限公司

公开号：CN121362053A；公开日期：2026.1.20

专利摘要：

本发明说明了一种基于三元碳化物添加剂的高导热氮化硅陶瓷及其制备方法，属于陶瓷制品技术领域。本发明将三元层状陶瓷Al3BC3作为多功能烧结助剂应用于高导热氮化硅陶瓷的制备，一方面，Al3BC3在烧结过程中通过分解产生的活性组分（B、C、Al）与氮化硅晶格氧发生氧化还原反应，实现晶界与晶格的双重深度净化，从根本上降低声子散射中心；另一方面，其与体系内氧化物形成的过渡性液相既在烧结中期作为高效物质传输介质促进致密化，又在后期通过相变转化为高熔点晶相（如AlN、BN），避免有害玻璃相残留，最终在保证材料高致密度与优异力学性能（弯曲强度≥700 MPa）的同时，使热导率突破95 W/(m·K)的技术瓶颈，解决了传统添加剂体系在热导率与力学性能之间难以协同优化的关键技术难题。

背景技术与发明内容：

功率器件向大功率、高集成度发展使得芯片工作产热骤增，散热不及时会严重影响器件可靠性甚至导致失效，电子封装行业因此对陶瓷基板的散热和力学性能提出更高要求；氮化硅陶瓷绝缘性好、热膨胀系数低、化学稳定性优，单晶理论热导率达 400 W/(m・K)，是商用氧化铝陶瓷基板的 10 倍以上，抗弯强度也为氮化铝陶瓷基板的 2 倍以上，是新一代高端电子器件散热基板和封装材料的理想候选者，但实际烧结体热导率远低于理论值，限制了其在高导热领域的规模化应用。

为此本发明将三元层状陶瓷 Al3BC3 作为多功能烧结助剂制备高导热氮化硅陶瓷，该助剂烧结中分解的活性组分（B、C、Al）能与氮化硅晶格氧发生氧化还原反应，实现晶界与晶格的双重深度净化，降低声子散射中心，同时其与体系内氧化物形成的过渡性液相既促进烧结中期致密化，又在后期相变转化为高熔点晶相（如 AlN、BN），避免有害玻璃相残留，最终在保证材料高致密度与≥700 MPa 弯曲强度的优异力学性能同时，使热导率突破 95 W/(m・K) 的技术瓶颈，解决了传统添加剂体系难以协同优化热导率与力学性能的关键技术难题。

4、一种高导热氮化硅陶瓷基板及其制备方法——四川泛翌新材料有限公司

公开号：CN121377785A；公开日期：2026.01.23

专利摘要：
本发明属于陶瓷材料制备技术领域，提供了一种高导热氮化硅陶瓷基板及其制备方法；本方法通过共沉淀煅烧法制备高熵氧化物烧结助剂，并化学合成钛杂化聚碳硅烷作为功能助剂，同时对氮化硅粉体进行表面包覆改性；将改性氮化硅粉体与上述两种助剂均匀混合、流延成型得到素坯，对素坯进行多阶段气压烧结，烧结程序调控气氛、压力和温度，分步完成低温处理、真空烧结、高压致密化和高温高压烧结，并在降温阶段实施特定退火处理，本发明利用复合助剂的协同效应与精密的烧结制度，有效促进了氮化硅晶粒生长并优化了晶界相，使制备的氮化硅陶瓷基板结构高度致密、晶界纯净，实现了优异的导热性能。

背景技术与发明内容：

通信、新能源汽车等领域发展推动功率半导体及功能陶瓷器件向高功率密度等方向升级，器件工作产生的焦耳热成为性能瓶颈，陶瓷基板作为核心散热和绝缘载体性能至关重要，氮化硅陶瓷因综合性能优异成为下一代高功率电子器件基板理想材料，当前工业主要采用的液相烧结法，会在氮化硅晶粒间形成低导热非晶玻璃相限制导热性能，且常规烧结工艺难以精准调控致密化和晶界相演变，粉体混合易让助剂分布不均，导致产品性能波动大、可靠性低，无法满足高端需求，为此本发明提供高导热氮化硅陶瓷基板及其制备方法，通过共沉淀煅烧法制备高熵氧化物烧结助剂、化学合成钛杂化聚碳硅烷功能助剂，并对氮化硅粉体做表面包覆改性，以此解决现有技术不足，满足实际生产需求。

本发明的有益效果如下：

通过采用高熵氧化物助剂和功能先驱体，消除了传统工艺中阻碍导热的非晶玻璃相，转而构建了由结晶相与原位生成的纳米高导热相组成的复合导热网络；在工艺上，多阶段气压烧结程序通过“升温‑升压”协同调控，解决了氮化硅高温分解的难题，实现材料的致密化和高导热β相晶粒的充分长大，退火步骤确保了晶界相的完全结晶，提升材料的导热性。