硫化和氮化技术为未来材料创新铺平道路——德克塞尔公司在无机材料领域的突破

半个世纪的无机材料技术专业经验

半个多世纪以来，德克塞尔斯一直致力于无机材料合成技术的研发，并将其作为材料开发的核心竞争力之一。基于这项技术，我们创造了众多创新产品，包括磁头用铁氧体磁芯、PZT压电材料、特种玻璃薄膜、锂离子电池正极材料和显示器荧光粉。

硫化和氮化技术——工程化新型材料以超越传统无机化合物的局限性

随着研究领域日益接近氧化物材料的性能极限，Dexerials积极开发由硫和氮组成的多阴离子材料，以创造传统材料无法实现的新功能。
多阴离子材料是含有两种或多种不同阴离子（电负离子或带负电的离子），如硫化物和氮化物等化合物。传统上，氧化物因其稳定性和可扩展性被广泛应用于陶瓷、半导体和催化剂中。然而，氧化物基材料已达到高度成熟水平，多阴离子材料正逐渐成为一种有前景的替代材料，能够超越氧化物。

例如，传统的用于人工光合作用的光催化剂——即在阳光下分解水产生氢能的材料——通常只利用紫外光，尽管可见光才是太阳光的主要组成部分。事实上，可见光和红外光约占太阳光的95%，而紫外光仅占少数。因此，使光催化剂对可见光有反应对于提高太阳能利用率至关重要。为了应对这一挑战，Dexerials公司正在开发新型人工光合作用材料（光催化剂），他们将硫化和氮化技术应用于氧化物催化剂，从而利用可见光实现更高效的人工光合作用。

基于硫化和氮化的材料设计不仅是一种有前景的方法，可以超越现有材料的性能极限，而且还能解锁全新的功能可能性。
开发此类尖端材料需要剧毒且易燃的反应气体，例如硫化氢 (H₂S) 和氨 (NH₃)，因此 Dexerials 建立了大规模生产设施，能够安全稳定地处理这些高风险气体，同时还能扩大这些材料的实际应用规模。
此外，为了简化基础实验阶段的工作，我们正在开发能够灵活、有条件地控制反应气体处理和燃烧环境的设备。这一技术基础设施将为探索新型无机材料奠定基础。

新材料开发中的浸泡性能——气流炉的设计与优势

在硫化和氮化材料的合成中，煅烧温度控制和均匀的气氛气体分布对材料特性有着显著的影响。当使用硫化氢和氨等高活性气体时，这一点尤为重要，因为这些气体需要先进的控制措施。在这种情况下，炉体设计直接影响反应的均匀性和安全性。

Dexerials公司拥有专为气流法优化设计的炉体，其设计能够在控制反应气体流量的同时，实现高度均匀的温度控制。这些炉体提供大面积且均匀加热的区域，无论坩埚的排列方式如何，都能保持稳定的温度和气体环境。这确保了对多个样品进行一致的热处理，并通过最大限度地减少材料性能的差异，实现了高度可重复的合成。

此外，我们的炉子设计灵活，可实现高度灵活的样品摆放。例如，它们支持组合测试——即同时评估不同条件——通过容纳多个小型陶瓷容器（坩埚）。这使得同时评估各种成分和烧成条件成为可能（见左图）。

这些炉子还可以容纳更大的坩埚进行批量合成，从而能够对后续阶段进行规模化评估（见右图）。

Dexerials公司建立了一套涵盖整个工艺流程的集成系统，从前驱体合成和煅烧到后处理和表征。该系统能够在单一设施内实现从早期探索到大规模生产条件的优化。它为重视均一性和可重复性反应的学术界和研发机构提供了宝贵的研究基础设施。

利用硫化和氮化技术开发新材料面临的一项重大挑战是在有毒气体存在的情况下于高温下进行合成。特别是，该工艺需要在高温下处理硫化氢和氨气等剧毒且易燃的气体，这就需要先进的设备和精密的管理系统来进行精确控制。Dexerials 的设备能够解决这些问题，从而实现大规模生产中反应气体的安全可靠处理。

硫化物和氮化物材料的实际应用——开发为荧光粉和光催化剂材料

Dexerials 的硫化和氮化技术已经取得了一些成功成果。

我们于2021年推出的显示荧光粉薄膜采用高发光效率的硫化物基绿色荧光粉。其优异的性能因其能够提升图像质量和实现更薄的显示屏而备受赞誉。

此外，我们从第二届（2021-2030 年）开始参与人工光合作用化学过程技术研究协会（ARPChem），并正在推进人工光合作用的研究和开发。
ARPChem是一个研究联盟，其目标是建立人工光合作用化学技术，实现无二氧化碳氢气生产。ARPChem由多家企业和研究机构合作组成，负责开发光催化材料。该联盟通过建造水分解装置和进行安全评估，旨在建立人工光合作用技术的实际应用基础。

在这个项目中，Dexerials致力于提高利用太阳能分解水和制氢的效率，从而提高可持续能源转换的效率。
有关此项目的更多详细信息，请参阅这篇文章。
利用二氧化碳及其他资源生产塑料原材料的技术开发 | NEDO绿色创新基金项目

硫化物和氮化物材料的产学研合作研发——寻求合作方

为了助力实现2050年碳中和社会的目标，德克塞尔公司目前正致力于开发可用于能源领域的新型功能材料。我们着眼于更广泛的应用，例如太阳能转换材料和传感器，推进材料设计，从而为硫化物和氮化物材料开辟新的应用前景。

在材料开发方面，Dexerials 建立了一套系统，利用其设施和专业知识与技术开发人员合作，解决诸如“我们希望预处理的材料质量变化最小的样品”、“我们无法创建一个考虑到安全性的实验环境”以及“我们希望同时对多种成分进行实验以提高效率”等问题。

Dexerials 正在寻找研发合作伙伴，共同应对技术挑战，携手塑造材料的未来。我们渴望与高校及其他企业合作，共同开发创新解决方案，以应对全球社会问题。

我们诚邀研究人员加入我们，利用我们安全、可扩展且可组合应用的技术基础设施，共同应对挑战，创造新型功能材料。欢迎随时联系我们，探讨合作机会。

致对硫化和氮化技术感兴趣的研究人员和工程师

Dexerials 积极推动基于硫化和氮化材料的研究和开发中的开放式创新。

我们的目标是与大学、研究机构和致力于研发新材料的公司合作，创造具有社会意义的创新。

如有任何技术疑问或想讨论潜在方案，请随时与我们联系。
请在此处联系我们