新(xin)兴行业的(de)(de)发展对(dui)材(cai)料(liao)也会(hui)(hui)提(ti)出新(xin)的(de)(de)要求及带来新(xin)的(de)(de)机(ji)会(hui)(hui),先进陶瓷作为新(xin)材(cai)料(liao)的(de)(de)一个(ge)重(zhong)(zhong)要组成部分(fen),其在国(guo)民(min)经济中发挥着愈来愈重(zhong)(zhong)的(de)(de)作用。本文将对(dui)先进陶瓷材(cai)料(liao)的(de)(de)几个(ge)热点方向进行小小的(de)(de)整(zheng)理。
一(yi)、高端陶瓷(ci)粉体
原(yuan)料、配方(fang)是制备先(xian)进陶(tao)(tao)瓷(ci)主要的(de)核心技术(shu)之(zhi)一,也是众多先(xian)进陶(tao)(tao)瓷(ci)制品之(zhi)间(jian)品质差异的(de)重要原(yuan)因。
目前,国内中(zhong)低端粉(fen)体(ti)(ti)(ti)基本能够自给自足,但许多高端粉(fen)体(ti)(ti)(ti)还(hai)是需(xu)要(yao)大量进(jin)(jin)口(kou)(kou),在(zai)粉(fen)体(ti)(ti)(ti)圈运营多年过程中(zhong),用户反应了一(yi)个(ge)(ge)重要(yao)的信息:我们选用进(jin)(jin)口(kou)(kou)粉(fen)体(ti)(ti)(ti)的一(yi)个(ge)(ge)重要(yao)因素是“品质稳定”。许多进口陶瓷原料粉体的共同特征之一是有着极为稳定的工艺参数,可以让下游用粉更方便,陶瓷制品品质的一致性更强。除了一致性之外,低温烧结的陶瓷粉体材料也是国产粉体“难产”的物料之一,看似类似的氧化锆、氧化铝粉进口的往往烧结温度还是更低,因此高端陶瓷制品用户往往不计成本的选用进口粉体。举个很明显的例子,国内做氮化硅粉的很多,做氮化硅轴承材料的也不少,但为了做出上乘品质的氮化硅滚珠,特陶厂家往往会选用进口的粉体来生产。
在工(gong)业界,低配(pei)的(de)产品总是容易被模仿,因此能走(zou)高端路线的(de)话,应(ying)是一个不错的(de)选择,对(dui)于粉体(ti)材(cai)料(liao)而(er)言,也(ye)是同样(yang)的(de)道理的(de)。此外,预计国内(nei)材(cai)料(liao)的(de)内(nei)循环模式还要持续(xu)一段时(shi)间(jian),会(hui)对(dui)高端陶(tao)瓷粉体(ti)的(de)制备技术创新及发展(zhan)有刺激(ji)作用(yong)么?
图:氮化硅(gui)粉体大神宇部的Product List
二、电子陶瓷
陶(tao)瓷材料具有的(de)极(ji)为宽广(guang)的(de)电气特性(xing),从绝缘体,到半导(dao)体,导(dao)体、甚至超导(dao)体的(de)性(xing)能(neng),陶(tao)瓷材料如此的(de)“天赋异禀”,电子工业被大量应用。现在是信息技术的时代未来更加是信息技术的时代,电子工业前景必须是得被看好的。信息化、电子消费产业的快速发展,对电子陶瓷的需求自然水涨船高,全球市场容量超四百亿美元。
电(dian)(dian)(dian)子陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)是(shi)应(ying)用(yong)(yong)于(yu)电(dian)(dian)(dian)子技(ji)术中(zhong)的(de)各种(zhong)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci),也就是(shi)在电(dian)(dian)(dian)子工业中(zhong)用(yong)(yong)于(yu)制(zhi)造电(dian)(dian)(dian)子元件(jian)(jian)和(he)器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)的(de)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)材料,一(yi)般分(fen)为结(jie)构陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)和(he)功能陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(电(dian)(dian)(dian)功能为主)。其中(zhong)的(de)结(jie)构陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)指的(de)是(shi)制(zhi)造电(dian)(dian)(dian)子元件(jian)(jian)、器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)、部件(jian)(jian)和(he)电(dian)(dian)(dian)路中(zhong)的(de)基(ji)体、外壳、固定件(jian)(jian)和(he)绝缘(yuan)(yuan)零件(jian)(jian)等(deng)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)材料,又(you)称(cheng)装置(zhi)瓷(ci)(ci),大致(zhi)可分(fen)为:电(dian)(dian)(dian)真空瓷(ci)(ci)、电(dian)(dian)(dian)阻基(ji)体瓷(ci)(ci)和(he)绝缘(yuan)(yuan)零件(jian)(jian),而(er)功能陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)则(ze)是(shi)用(yong)(yong)于(yu)制(zhi)造电(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)(qi)、电(dian)(dian)(dian)阻器(qi)(qi)(qi)、电(dian)(dian)(dian)感(gan)器(qi)(qi)(qi)、换能器(qi)(qi)(qi)、滤波(bo)器(qi)(qi)(qi)、传感(gan)器(qi)(qi)(qi)等(deng),在电(dian)(dian)(dian)路中(zhong)起一(yi)种(zhong)或(huo)多种(zhong)作用(yong)(yong)的(de)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)材料,可分(fen)为电(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)(qi)瓷(ci)(ci)、铁电(dian)(dian)(dian)瓷(ci)(ci)、压电(dian)(dian)(dian)瓷(ci)(ci)、半(ban)导(dao)体瓷(ci)(ci)和(he)磁(ci)性(xing)瓷(ci)(ci)等(deng)。
除(chu)了(le)基础的电子技(ji)术需求的各种陶(tao)瓷材料,近期电子材料的焦点,主要在于5G陶瓷滤波器,高频通讯用电子陶瓷材料,超微小电子器件用电子材料,大功率器件用导热陶瓷材料等。
图(tu):小(xiao)型(xing)化及高频化催生的各种(zhong)电子陶瓷(ci)材(cai)料发展
三、生物医用(yong)陶瓷
生物陶瓷(Bioceramics)是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料,即直接用于人体或与人体直接相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料。需具有良好的生物相容性和稳定的物化性质等,目前被广泛应用于骨科、牙科、整形外科、口腔外科、心血管外科、眼外科等方面。
图:生物陶瓷应用之一
生物医用材(cai)料目前已成(cheng)为(wei)各国科学家(jia)竞相研(yan)究(jiu)和(he)开发的热(re)点(dian),国内生物医学材(cai)料和(he)制品70~80%依赖进口,并基本属于仿制,我国的生物医用材料在全球的市场份额只占约2%,产品技术水平大多处于初级阶段。伴随社会人口老龄化,当前我国预计需要人工关节80万套/年、血管支架160万个/年、眼内人工晶体140万个/年(数据有点老,仅供参考,有想法的大佬请在文末留言),对生物陶瓷材料需求将大幅增加。
医疗行业(ye)向(xiang)来与(yu)(yu)暴利(li)挂(gua)钩,但与(yu)(yu)此(ci)同时(shi),技(ji)术(shu)门槛及资金(jin)实(shi)力要求也(ye)是(shi)极高,因此(ci)这(zhei)个行业(ye)的巨头(tou)也(ye)是(shi)一(yi)直处于(yu)“一直被模仿从来没有被超越的”位置。
四、能(neng)源及(ji)节(jie)能(neng)环保领(ling)域
随着(zhe)经济(ji)高速(su)发展、能(neng)源(yuan)需求迅速(su)增加,工业及生活废弃物巨量产生,能(neng)源(yuan)节(jie)约(yue)和环(huan)境保(bao)护已经成为(wei)国际社(she)会日益(yi)关心的(de)重(zhong)大问题。在(zai)能(neng)源(yuan)匮乏(fa)和环(huan)境恶化日益(yi)严重(zhong)的(de)情况下,先进、高效节(jie)能(neng)环(huan)保(bao)技术得(de)以实现的(de)节(jie)能(neng)蓄(xu)热式(shi)热力(li)垃圾焚(fen)烧炉(RTO)和冶炼行业节能蓄热室用蜂窝陶瓷、热气体净化领域和水处理领域用的陶瓷膜及装备、特高压交流输电技术与装备用的系列超/特高压悬式瓷绝缘子、蓄热换热用的碳化硅陶瓷部件、光伏产业用系列陶瓷制品都将会获得难得的发展契机。
此(ci)外,随着(zhe)汽车尾(wei)气(qi)污染排放控制(zhi)的要求不断提高,多孔陶瓷材(cai)料(liao)在(zai)汽车尾(wei)气(qi)控制(zhi)器载体的应用也备受关注。
图:堇青石DPF(柴油颗粒过滤器)
五、高端设备结构件
在粉(fen)体材料(liao)制(zhi)备领(ling)域(yu),高(gao)纯超(chao)细的(de)粉(fen)体原料(liao)需(xu)求,催生了许多先(xian)进陶瓷(ci)材料(liao),例如氮化(hua)(hua)硅(gui)、氧化(hua)(hua)锆(gao)、碳化(hua)(hua)硅(gui)、塞(sai)隆(long)陶瓷(ci)、氧化(hua)(hua)铝(lv)等结构件的(de)需(xu)求。耐腐蚀,低磨(mo)(mo)损的(de)陶瓷(ci)材料(liao),目前在砂磨(mo)(mo)机缸体、研磨(mo)(mo)棒(bang)销及研磨(mo)(mo)介质、气流粉(fen)碎机、输(shu)送管道内(nei)衬等都(dou)有应用。
图:无压(ya)烧结氮(dan)化硅研磨(mo)桶
来源:潍坊六合
六、航天军工
这一领域(yu)应用主要涉及(ji)到直升机用防弹装甲陶瓷(ci)(ci)、陶瓷(ci)(ci)避弹衣(yi)、飞机刹车盘材料、卫星电池用陶瓷(ci)(ci)隔膜材料、红外(wai)隐(yin)身/伪装涂料、陶瓷轴承、导弹用陶瓷天线罩材料等。目前在航空航天中的应用研究主要集中在火箭喷嘴的耐热材料,太空飞船的隔热瓦,复合工程陶瓷材料以及宇宙飞船的观察窗涂层等,尤其是对具有轻质耐热耐烧蚀高熔点高强度的陶瓷纤维的研制开发较为关注。
图:碳化硼一(yi)体防弹板(ban)
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