一、先進陶瓷陶瓷分類
先進陶瓷行業,分為結構陶瓷和功能陶瓷兩大類。結構陶瓷是指能作為工程結構材料使用的陶瓷,具有高強度、高硬度、高彈性模量、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震等特性。功能陶瓷是具有電、磁、光、熱、化學、生物等特性,且具有相互轉換功能的一類陶瓷,先進陶瓷中 70%都是功能陶瓷。
先進陶瓷分為結構陶瓷和功能陶瓷兩大類及其應用
資料來源:百度文庫
先進陶瓷市場規模大約 110億美金左右,全球處于領先地位的主要有日本、美國和歐盟國家。生産主要包括粉體制備、坯體成型、坯體燒結、精密加工四個環節,有很高的技術壁壘。
二、全球先進陶瓷領先區域
(1)日本
◆全球最大先進陶瓷材料生産基地;
◆功能陶瓷領域壟斷國際市場;
◆業内知名企業:京瓷、東芝、旭硝子、住友、村田東陶等;
(2)美國
◆全球第二大先進陶瓷材料生産基地;
◆國家航空和宇航局對結構陶瓷的大規模研究和開發
◆業内知名企業:格魯曼、杜邦、賽睿丹等
(3)歐盟
◆市場份額僅次于日本和美國;
◆德國、法國在結構陶瓷領域重點研發;
(4)中國
◆市場份額穩步增長
三、先進陶瓷制備工藝
每個環節可選工藝有很多種,每種工藝也是各有優劣,最後組合的産品性能千差萬别,因此要成熟掌握先進陶瓷的生産,需要對每個環節都有深刻的理解,這就需要長時間的探索,掌握每個環節的 Know-how。以粉體制備為例,包括氣相法、液相法、固相法等,不同方法制備的粉體在活性、純度和粒徑等指标有不同的表現。而粉體的純度和活性,會直接決定最終産品的性能,目前高純、超細、高性能的陶瓷粉體制備主要掌握在日美企業。得到基礎粉體後,還需要添加改性材料,主要是稀土類元素,用于性能改良,添加劑選擇和摻入比例是關鍵。
坯體成型環節,注射工藝和流延工藝是常用選擇。插芯、套筒、基體等圓柱體外形元件一般采用注射工藝,基片、基座、隔膜闆等片式元件采用流延工藝。然後是坯體燒結環節,燒結參數的控制是難點,對最終産品的良率和性能有重要影響。最後是精密加工,由于陶瓷硬度高,加工難度相對較大。由此可見,先進陶瓷的制造壁壘非常高,從粉體制備到成型、燒結、精密加工環節衆多,添加劑配方、燒結溫度控制等需要掌握的 Know-how 衆多,成型、燒結等專用設備也很難購買。
四、先進陶瓷關鍵原料
1.氧化鋁結構陶瓷
氧化鋁陶瓷是一種極有前途的高溫結構材料。它的熔點很高,可作高級耐火材料,如陶瓷坩埚、高溫爐陶瓷管套、陶瓷輥、陶瓷法蘭盤等。利用氧化鋁硬度大的優點,可以制造在實驗室中使用的剛玉磨球機,用來研磨比它硬度小的材料。用高純度的原料,使用先進工藝,還可以使氧化鋁陶瓷變得透明,可制作高壓鈉燈的燈管。
2.氧化锆結構陶瓷
在結構陶瓷方面,由于氧化锆陶瓷具有高韌性、高抗彎強度和高耐磨性,優異的隔熱性能,熱膨脹系數接近于鋼等優點,因此被廣泛應用于結構陶瓷領域。主要有陶瓷中心棒、陶瓷針規針塞、陶瓷噴嘴吸嘴、陶瓷閥、氧化锆模具、微型風扇軸心、光纖插針、光纖套筒、拉絲模和切割工具、耐磨刀具、服裝紐扣、表殼及表帶、手鍊及吊墜、滾珠軸承、高爾夫球的輕型擊球棒及其它室溫耐磨精密陶瓷零件等。
3.碳化矽結構陶瓷
碳化矽材料可以在高達1400度的高溫環境中,依然保持高的機械強度,碳化矽還具有很好耐磨性,常用來做機械密封件、導輪、軸承泵軸等。
4. 氮化矽結構陶瓷
氮化矽陶瓷也是一種重要的結構材料,它是一種超硬物質,密度小、本身具有潤滑性,并且耐磨損,除氫氟酸外,它不與其他無機酸反應,抗腐蝕能力強;高溫時也能抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊,在空氣中加熱到1000以上,急劇冷卻再急劇加熱,也不會碎裂。正是氮化矽具有如此良好的特性,人們常常用它來制造軸承、汽輪機葉片、機械密封環、永久性模具等機械構件。
5.其他
硼化物陶瓷,主要有氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷等
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!