據(jù)國際鋁業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2023年中國氧化鋁產(chǎn)量累計達到8238萬噸，冶金氧化鋁占了90%以上，精細氧化鋁占比不到10%。冶金級氧化鋁用途單一，價格常年維持在三千多元/噸（近期才突破四千元元/噸大關(guān)），是國民經(jīng)濟的最基礎(chǔ)的原材料之一。精細氧化鋁品種多，應(yīng)用極為廣泛，是很多領(lǐng)域的首選材料。 于是，很多時候“原料來源廣”“隨處可見”“價格便宜”“制備簡單”成了氧化鋁的標簽，物以稀為貴嘛，這些標簽容易讓人誤解氧化鋁是一種低端材料。首先，小編認為這些標簽不能判定氧化鋁低不低端，倒是能說明氧化鋁在很多領(lǐng)域是一種性價比很高的材料。其次，哪怕從價格、技術(shù)含量、性能等方面看，氧化鋁也不乏“高端產(chǎn)品”，這些“高端產(chǎn)品”在半導(dǎo)體、航空航天等高精尖領(lǐng)域有著不可替代的作用。
氧化鋁纖維，國家重點需求材料
氧化鋁纖維主要成分為氧化鋁（Al2O3），輔助成分有SiO2、B2O3、MgO等。屬于高性能無機纖維，是一種多晶陶瓷纖維，具有長纖、短纖、晶須等多種形式。具有高強度、高模量、耐腐蝕等優(yōu)異性能。
榕融新材料氧化鋁纖維產(chǎn)品Al2O3纖維的應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，Al2O3短纖維可與樹脂、金屬或陶瓷進行復(fù)合制備高性能復(fù)合材料，制造加熱爐、窯爐襯里及電子元件煅燒爐等工業(yè)用高溫爐；Al2O3連續(xù)纖維增強復(fù)合材料具有高強度、高模量、高剛度等優(yōu)異性能，其基質(zhì)不容易在使用過程中氧化和失效，同時具有優(yōu)異的抗蠕變性能，且在高溫下不會發(fā)生晶粒生長而導(dǎo)致纖維的性能下降，是國際公認的耐高溫熱端構(gòu)件新一代主力材料，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ还δ苄缘腁l2O3納米纖維除了具有上述性質(zhì)外，還具有低導(dǎo)熱率、電絕緣性及比表面積高等優(yōu)異性能，在增強復(fù)合材料、高溫隔熱材料、催化過濾材料等方面應(yīng)用廣泛。
氧化鋁纖維與氧化鋯纖維、碳化硅纖維、碳纖維等無機纖維皆是國家重點發(fā)展的軍備材料，屬國家重點需求材料。歐美發(fā)達國家將其作為戰(zhàn)略儲備材料，對我國進行技術(shù)封鎖，部分產(chǎn)品禁售，非禁產(chǎn)品進行高價、限量銷售。
我國早年因為人力和物力投入較少、相關(guān)技術(shù)發(fā)展滯后等原因，氧化鋁連續(xù)纖維的研發(fā)及生產(chǎn)技術(shù)水平與國際先進水平的差距較大。我國在耐高溫新材料領(lǐng)域起步較晚，幾乎從2000年之后才開始進行連續(xù)纖維的研發(fā)，而部分發(fā)達國家在20世紀70年代已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)。
目前，我國在氧化鋁纖維方面已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)替代。據(jù)了解，國內(nèi)最早中試成功的是浙江歐詩漫晶體纖維有限公司，并建成了國內(nèi)第一套氧化鋁纖維連續(xù)生產(chǎn)裝置；2015年魯陽節(jié)能實現(xiàn)了氧化鋁纖維針刺毯的量產(chǎn)。之后，山東東珩國纖新材料、莫綸集團、上海榕融新材料等企業(yè)也實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化突破。
高純氧化鋁，高端拋光用產(chǎn)品價格達100萬元/噸以上
高純氧化鋁（4N及以上）具有高純度、高硬度、高強度、耐高溫、耐磨損、絕緣性好、化學性能穩(wěn)定、高溫收縮性能適中等優(yōu)點，具有良好的燒結(jié)性能以及普通氧化鋁粉體無法比擬的光、電、磁、熱和機械性能，是現(xiàn)代化工附加值最高、應(yīng)用最廣泛的高端材料之一。
目前，高端的高純氧化鋁主要用于鋰電池電極添加材料、固態(tài)電池電解質(zhì)填料、半導(dǎo)體行業(yè)的晶圓研磨拋光等方面。
在半導(dǎo)體先進制程中的晶圓化學機械拋光（CMP）環(huán)節(jié)，拋光液的性能是影響化學機械拋光質(zhì)量和拋光效率的關(guān)鍵因素之一。拋光液主要由磨料、溶劑和添加劑組成，其種類、性質(zhì)、粒徑大小、顆粒分散度及穩(wěn)定性等與最終拋光效果緊密相關(guān)。目前市場上使用最為廣泛的幾種磨料是SiO2、CeO2、Al2O3。SiO2拋光液選擇性、分散性好，機械磨損性能較好，化學性質(zhì)活潑，并且后清洗過程處理較容易；缺點為在拋光過程中易產(chǎn)生凝膠，對硬底材料拋光速率低。CeO2拋光液的優(yōu)點是拋光速率高，材料去除速率高；缺點是黏度大、易劃傷，且選擇性不好，后續(xù)清洗困難。α-Al2O3硬度大、性能穩(wěn)定、不溶于水、不溶于酸堿，對于硬底材料如藍寶石、碳化硅襯底等卻具有優(yōu)良的去除速率。隨著LED藍寶石襯底、硅晶片的需求日益增長以及碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的興起，Al2O3拋光液在CMP中的應(yīng)用顯得更為重要。
而據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，從國外進口的用于拋光行業(yè)并對產(chǎn)品指標有細致要求的高純納米氧化鋁，價格可高達100萬元/噸以上。
球形氧化鋁，“靠臉吃飯”的高端粉體
氧化鋁粉體顆粒的形貌會直接影響其在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用性能。相對于常見的不規(guī)則、纖維狀或片狀形貌的氧化鋁粉體顆粒，球形氧化鋁具有規(guī)則的形貌、更高的堆積密度、更小的比表面積與更好的流動性，廣泛用作導(dǎo)熱填充材料、拋光材料、催化劑載體、表面涂層材料等。
其中，Low-α射線球形氧化鋁是一類具有特殊應(yīng)用的高端球形氧化鋁。
在半導(dǎo)體器件中，天然放射性元素鈾會攜帶α粒子，當其被射入微電子器件靈敏區(qū)時，會發(fā)生單粒子效應(yīng)，導(dǎo)致CPU運行異常，因此環(huán)氧塑封料（EMC）中α粒子含量對芯片穩(wěn)定運行具有一定影響。 Low-α射線球形氧化鋁是一種具有低放射性的稀有氧化鋁粉體，其作為高端芯片的封裝材料可以避免金屬物質(zhì)中α元素對電子器件造成干擾而導(dǎo)致的錯誤，從而避免出現(xiàn)藍屏或者死機等意外情況，因此對于安全性、保密性、精密性較高的電子產(chǎn)品中有特殊應(yīng)用需求，例如國家安全部門的存儲服務(wù)器。
據(jù)壹石通公布的相關(guān)資料顯示，Low-α射線球形氧化鋁作為一種先進的芯片封裝材料，需同時兼顧控制α射線含量、球形化率、磁性異物含量、粒徑分布、導(dǎo)熱性、體積填充率等多項關(guān)鍵指標，技術(shù)門檻高，生產(chǎn)難度大，單位售價極高，一般不低于人民幣300萬元/噸，可算是“天價產(chǎn)品”。
除以上幾類產(chǎn)品外，氧化鋁家族中還有很多令普通廠家可望不可及的高端產(chǎn)品，例如易燒結(jié)細晶Al2O3粉體、電子陶瓷用氧化鋁、勃姆石、3D打印用氧化鋁粉、氧化鋁陶瓷基板、高純氧化鋁精密陶瓷部件等等，這些產(chǎn)品在一定程度上也是市場上的稀缺貨。
參考來源：[1]曾佳琪等.氧化鋁纖維的制備及其應(yīng)用研究現(xiàn)狀
[2]壹石通相關(guān)公告、粉體網(wǎng)
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來源：中國粉體網(wǎng)
