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特种陶瓷是在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料,经过1,400度左右高温烧结成型,通常具有一种或多种功能。
全球特种陶瓷发展历史悠久,研发与工业化生产已经有超过100年的时间。二十世纪八十年代以来,特种陶瓷在全球得到突飞猛进的发展。日本、美国和欧洲目前是全球主要的特种陶瓷生产国或地区。
特种陶瓷是指传统陶瓷以外的一类以非金属粉体(氧化铝、氧化锆、碳化硅、碳化硼等)为主要原料制备的新型陶瓷或特种无机非金属材料。
特种陶瓷是在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料,经过 1,400 度左右高温烧结成型,通常具有一种或多种功能,特种陶瓷具有耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、耐酸碱、硬度高、韧性好、导热系数好等特点,被广泛应用于锂电、半导体、光伏、节能环保、冶金、热电等工业民用领域和防护装备领域。
原料及生产设备的更新换代共同推动了特种陶瓷行业的技术发展,行业的技术水平主要体现在生产工艺、原料配方、坯体成型和坯体烧结等方面。生产工艺方面,生产流程的设计与控制直接影响着产品的品质,是产品顺利生产的关键;原料配方方面,原料配方是关键性因素,直接决定产品的密度、硬度、抗弯强度等关键指标;坯体成型方面,在工业民用领域依托真空挤压成型解决了传统注浆成型密度不均匀、厚度不一致的难题,实现了产品指标的一致性,在防护装备领域采用的冲压成型解决了大尺寸产品成型等技术难题;在烧结方面,通过升温曲线的设置,解决了产品易变形、裂纹等技术难题。
近年来,特种陶瓷行业在全球发展较不均衡,美国、日本等发达国家保持领先地位。美国陶瓷工业部门的统计数字显示,美国、日本和欧盟的特种陶瓷市场年平均增长率为 12%,其中欧盟特种陶瓷市场总值年平均增长率达 15%~18%;美国特种陶瓷市场总值年平均增长率 9.9%;日本精细陶瓷协会对日本特种陶瓷市场进行了预测,其年平均增长率为 7.2%。
工业民用领域特种陶瓷主要运用于高温窑炉,作为物料传送、支撑或保护被烧产品的一种耐火材料,通常称为窑具。窑具的性能关系到窑炉的运行效率以及承烧制品的质量。窑具是工业窑炉的重要组成部分,服役时炉内温度高,直接与燃气火焰接触或受发热体辐射传热,通常承受重于自身甚至数倍于已的载荷力而不变形或是断裂,这就要求窑具具备良好的高温机械强度及良好的热震稳定性。在此类窑具中,成熟窑炉市场以辊棒、方梁、立柱为主,市场容量大;新兴的光伏领域窑炉以悬臂桨、悬臂棒、舟托、舟盒为主,市场空间较大。主要细分市场包括:新能源窑炉(锂电和光伏)、半导体窑炉、日用陶瓷、卫生陶瓷等陶瓷窑炉等市场。
非窑炉市场包括热电市场(是火力发电厂脱硫喷嘴和电力部门中各类泵的优选材)、冶金市场(主要包括矿井排水、选矿、冶炼和轧制过程中使用的各类泵部件等)和石油化工市场(阀门、缸套、球阀管道)等。
近年来国家一系列产业支持政策不断深化,新材料行业的重要战略地位进一步凸显,极大推动了行业技术进步。
特种陶瓷产品广泛应用于锂电、半导体、光伏、节能环保、冶金、热电等工业民用领域和防护装备领域,上述下游应用领域发展较快。同时,随着中国市场在全球制造环节地位日益重要,以及国家大力推动新材料发展,特种陶瓷产业向高端化发展。
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