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传世陶瓷, 传奇再现

传世陶瓷, 传奇再现

编辑:转自:无机非金属材料科学 发布时间:2023-04-14

先进陶瓷是新材料领域中最具潜力的赛道

按陶瓷的制备技术和应用领域分类,可分为传统陶瓷材料和先进陶瓷材料,其中先进陶瓷应用最为广泛。

先进陶瓷按照具体性能及用途又可分为功能陶瓷和结构陶瓷两大类。

结构陶瓷主要包括氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷及低膨胀陶瓷,因其具备优异的力学性能及热学性能,被广泛应用于消费电子、新能源、机械、环保及医疗器械等领域,市场份额约占整个陶瓷市场的30%

功能陶瓷主要包括电介质陶瓷、敏感陶瓷、光学陶瓷及生物陶瓷等,目前在电力电子、环保、能源和生物医药等领域得到广泛应用,成为推动我国科技发展的重要功能性材料之一。

电子信息、生物医疗及环保等行业陶瓷应用较为成熟

目前陶瓷在电子信息、生物医疗及环保等领域应用成熟,未来随着下

游行业技术的革新及相关政策的执行,新老产品迭代将会为陶瓷材料

带来新的契机。

电子陶瓷领域

随着电子信息技术日益走向集成化、智能化和微型化,以半导体技术为基础的有源器件和集成电路迅速发展,无源电子元件日益成为电子元器件技术的发展瓶颈,因此电子陶瓷材料及其制备加工技术越来越成为制约电子信息技术发展的核心技术之一。在新能源、5G通讯及工业互联网推动下,电子元器件更新换代加速,用量继续攀升,电子陶瓷行业上下游陶瓷粉料及瓷介器件的市场规模已突破千亿。

生物医疗领域

活动义齿、固定义齿及种植牙被视为治疗牙缺失的常见三种手段,氧化锆兼具优良的机械性能、生物相容性及美学效果,被视为固定义齿及种植牙的最佳牙冠材料。基于国内消费群体的消费能力的不断提升及美学意识的逐步增强,预计牙冠用陶瓷材料市场规模可达500亿元。此外,随着陶瓷种植体相关技术及临床验证结果不断积累,氧化锆有望成为种植体一大选择,按照牙冠及种植体的价值对比,预计陶瓷种植体的市场规模极有可能超过千亿。

环保领域

随着全球各国政府对环保问题的高度重视,移动源污染物限排成为焦点。目前蜂窝陶瓷以其化学稳定性好、耐酸耐碱和有机溶剂、优异的耐高低温性能、优良的抗菌性能等特性,被广泛选用为尾气催化器件的载体。伴随着国内国六政策的执行,预计蜂窝陶瓷的年需求量将突破万升,氧化铝涂层需求量将达万吨。

陶瓷基板、锂电池陶瓷涂覆、陶瓷轴承球及纳米晶陶瓷蓄势待发

科技创新是推动产业高质量发展的源动力,技术升级对部分行业的材料提出了更高的要求,陶瓷材料正以其优异的综合性能逐步切入,并有望在未来推动更多新兴行业的诞生。

电子信息领域,随着近年来科技不断升级,芯片输入功率越来越高,对高功率产品来讲,其封装基板要求具有高电绝缘性、高导热性及与芯片匹配的热膨胀系数,因而陶瓷基板逐渐走进大家的视野,GII预计陶瓷基板市场规模有望在2027年前突破百亿美金。

新能源领域

固体材料陶瓷涂覆逐渐成为锂电池隔膜涂覆的主流,EVTank预计2025年无机涂覆材料用量将突破40亿平方米。此外,相较传统的金属轴承球,氮化硅陶瓷轴承球以其能耐高温腐蚀、强度高等特点逐渐在风电及新能源汽车中大规模使用,前瞻产业研究院预计其市场规模有望在2025年突破千亿。

玻璃领域

纳米微晶玻璃是微晶玻璃的升级版,是指玻璃内生长出来的晶体尺寸只有纳米级别,具备强度高韧性好等特点。近年来华为逐步推出纳米晶陶瓷材质手机及苹果渐次推出超瓷晶手机,我们预计随着相关技术的进一步成熟,纳米晶陶瓷有望在千亿智能手机端玻璃盖板市场占据一席之地。

先进陶瓷已逐步成为新材料的重要组成部分

陶瓷是以粘土为主要原料,并与其他天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品,是陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼、成形、煅烧而制成的各种制品。陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物,因此它与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业同属于“硅酸盐工业”的范畴。

广义上的陶瓷材料指的是除有机和金属材料以外的其他所有材料,即无机非金属材料。陶瓷制品的品种繁多,它们之间的化学成分、矿物组成、物理性质,以及制造方法,常常互相接近交错,无明显的界限,而在应用上却有很大的区别。因此,很难硬性地把它们归纳为几个系统,详细的分类法也说法不一,到现在国际上还没有一个统一的分类方法。按陶瓷的制备技术和应用领域分类,可分为传统陶瓷材料和先进陶瓷材料。

传统陶瓷:传统意义上的陶瓷是指以粘土及其天然矿物为原料,经过粉碎混合、成型、焙烧等工艺过程所制得的各种制品,通常会被称为"普通陶瓷"或传统陶瓷,例如日用陶瓷、建筑卫生陶瓷。

先进陶瓷:按化学成分可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷等。按性能和用途可分为功能陶瓷和结构陶瓷两大类。功能陶瓷主要基于材料的特殊功能,具有电气性能、磁性、生物特性、热敏性和光学特性等特点,主要包括绝缘和介质陶瓷、铁电陶瓷、压电陶瓷、半导体及其敏感陶瓷等;结构陶瓷主要基于材料的力学和结构用途,具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等特点,主要包括氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷等

陶瓷材料可分为传统陶瓷和先进陶瓷

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                                  先进陶瓷分类

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