1.超薄碳纤维功能预浸料及产业化应用
科技成果:通过超薄碳纤维功能预浸料及其结构功能一体化设计,开发了新一代 超薄防弹预浸料生产线;为舰炮、飞机装备设计了高性能的隐身吸波 预浸料;同时开发了航空航天的碳纤维复合材料结构电池。其防弹预 浸料生产线已投入使用,隐身吸波预浸料已被列入全军武器装备采购引导应用目录。航空航天碳纤维复合材料电池的预期容量可以实现 600Wh/kg, 可以实现航空航天器件的承载、储能、减重等功能,其性能指标处于国内领先水平。
应用前景:研究报告数据显示,大湾区对碳纤维复合材料需求占全国三分之一,接近1000亿元,且每年20%以上速度增长。成果应用对于推动大湾区 航空航天用尖端复合材料发展与应用具有重要的社会效益和显著的经济效益。
2.半导体芯片金刚石导热材料开发
科技成果:随着电子产品体积的减小、集成化程度的提高,其单位面积的产热越 来越高,芯片的过热导致其性能下降,工作寿命指数缩短。金刚石导 热材料是解决这一问题的最佳选择,项目组结合多年在金刚石人工合 成及应用领域取得的相关成果,基于金刚石做导热片开发了手机和电 脑芯片的热管理系统,已经在实验室取得了良好的测试结果。
应用前景:金刚石导热材料在高性能运算芯片、新能源汽车功率芯片、第三代GaN 半导体芯片、大功率LED 芯片等领域有广阔的应用前景。单就手机芯 片领域,按照每部手机、平板电脑使用2-3片金刚石导热材料计算,每 年全球3.5亿部手机和1.5亿部平板的产量,将需要金刚石散热材料10- 15亿片/年。
3.SiC 晶圆加工关键技术研发与产业化
科技成果:该项目针对第三代半导体SiC晶圆高精密加工市场需求和“卡脖子”技术,研发高端切、磨、抛技术及工具,解决行业发展中卡脖子和瓶颈问题。形成了加工SiC晶圆的超硬材料切、磨、抛系列技术成果,技术水平达 到国际先进水平,加工SiC晶圆厚度偏差TTV≤2μm, 表面粗糙度Ra≤0.2nm, 解决专用金刚石合成中的制约技术问题,包括人工合成叶腊石的高温密封、传压性能和性价比能满足生产要求,项目化经济、社会效益显著。
应用前景:碳化硅晶圆制造关键技术目前被美国、日本等国家控制,我国急需开展制造技术和装备的研发,占领新一代芯片制造的制高点。十年内第三代半导体国际市场需求将达到万亿元规模,该项目的实施将打破国外的技术“卡脖子“问题,具有非常广阔的市场应用空间。
4.3C 电子信息材料精密研磨抛光技术
科技成果:针对微晶玻璃磨削过程中容易产生划痕的问题,合成高强度、高韧性 环氧/聚氨酯树脂互穿网络体系,通过调节环氧树脂硬链段和聚氨酯树 脂软链段的结构和比例,探讨树脂结构与结合强度、韧性、硬度等性 能之间的关系,形成成套环氧/聚氨酯树脂合成及应用工艺技术。
应用前景:制备的有序排列金刚石树脂磨具具备超硬材料的“硬”、涂附磨具的“柔” 和堆积磨料的“利”等多重优势,能够满足3C玻璃磨削环境下的工作需求,能够解决当前微晶玻璃、蓝宝石玻璃、SiC晶片、类金刚石膜等 高硬度、脆性材料的高效超精密磨削问题,替代日本坂东、3M 公司同 类产品,为华为、中兴、苹果、三星、LG、 京东方、乐视、酷派、欧 菲克等提供微晶玻璃面板和盖板产品。
5.特种耐磨砂轮研发与产业化
科技成果:成果研发了低温陶瓷结合剂金刚石/CBN 砂轮广泛应用在汽车的主要零件加工上,如凸轮轴,曲轴,变速箱的齿轮轴和齿轮,轴承和刹 车片;自主开发了钢轨打磨复合砂轮解决了高铁磨钢轨“卡脖子”问 题,并通过了中国工程院院士评价组的评价;开发了微气孔耐水弹 性复合树脂砂轮,为钛合金、铜合金、不锈钢、高温合金等难加工金属材料精密加工提供了很好的技术支撑。
应用前景:制备的特种砂轮打破了我国汽车行业和高铁钢轨打磨所需超精密制造工具大量依赖进口的局面,在电子信息行业、航空航天、潜艇制 造等领域具有广泛的应用,项目的实施有助于实现我国超硬材料制品结构的升级和生产技术的改进,推动行业科技进步,促进难磨材 料精密加工产业的发展。