2022-2026年结构陶瓷市场现状调查及发展前途分析报告

  结构陶瓷是具有耐高温、耐冲刷、耐腐蚀、高硬度、高强度、低蠕变速率等优异力学、热学、化学性能，常用于各种结构部件的先进陶瓷。结构陶瓷具有优越的强度、硬度、绝缘性、热传导、耐高温、耐氧化、耐腐蚀、耐磨耗、高温强度等特色，因此，在非常严苛的环境或工程应用条件下，所展现的高稳定性与优异的机械性能，在材料工业上已倍受瞩目，其使用范围亦日渐扩大。而全球及国内业界对于高精密度、高耐磨耗、高可靠度机械零组件或电子元件的要求日趋严格，因而陶瓷产品的需求相当受重视，其市场成长率也颇可观。

  结构陶瓷种类较多，按原料分类，分为以下几大系列：氧化物陶瓷，主要有氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、莫来石陶瓷等;氤化物陶瓷，主要有氤化硅陶瓷、氤化铝陶瓷、氤花硼陶瓷等;碳化物陶瓷，主要有碳化硅陶瓷、碳化钛陶瓷、碳化硼陶瓷等;硼化物陶瓷，主要有硼化钛陶瓷、硼化锆陶瓷等。

  随着近几十年来高新技术的发展，先进结构陶瓷在众多高新技术领域已成为重要且关键的材料，并且是新材料领域的重要组成部分，世界各国无不加紧投入并给予极大地关注。目前，全球先进结构陶瓷市场规模巨大，并连年保持着强劲的增长，日本、美国和欧洲已拥有多家国际化、集团化的先进陶瓷企业，并在工艺技术与生产装备上保持持续领先。先进结构陶瓷的发展在很大程度上也深刻影响着其他工业的发展和进步，并对国民经济以及国防科技具有积极推动作用，具体体现为：(1)对高科技技术的支撑作用。如航天航空、国防军工等领域尖端技术的实现离不开先进结构陶瓷的支撑。(2)对国民经济的杠杆作用。先进结构陶瓷领域每一个技术的突破无不产生巨大的经济和社会效益，如机械、化工领域。(3)对传统产业的提升作用。先进结构陶瓷的应用可使传统的工业产业水平得到较高的提升，来提升生产效率和产品质量。如陶瓷轴承和陶瓷切削刀具的应用。随技术的进步，电子科技类产品、汽车、新能源、军事装备、节能环保和医疗器械等领域所需的先进结构陶瓷需求量日趋增长，陶瓷材料制备技术和纳米陶瓷复合材料技术的发展将进一步推进了先进结构陶瓷材料的各种力学性能、热学性能、透光透波等性能的提高，使结构陶瓷呈现出更加广阔的产业化应用前景。

  结构陶瓷主要是指发挥其机械、热、化学等性能的一大类新型陶瓷材料，它可以在许多苛刻的工作环境下服役，因而成为许多新兴科学技术得以实现的关键。

  在空间技术领域，制造宇宙飞船需要能承受高温和温度急变、强度高、重量轻且长寿的结构材料和防护材料，在这方面，结构陶瓷占有非常大的优势。从第一艘宇宙飞船即开始使用高温与低温的隔热瓦，碳-石英复合烧蚀材料已成功地应用于发射和回收人造地球卫星。未来空间技术的发展将更加依赖于新型结构材料的应用，在这方面结构陶瓷尤其是陶瓷基复合材料和碳/碳复合材料远远优于其他材料。

  高新技术的应用是现代战争制胜的法宝。在军事工业的发展方面，高性能结构陶瓷占有举足轻重的作用。例如先进的亚音速飞机，其成败就取决于具有高韧性和高可靠性的结构陶瓷和纤维补强的陶瓷基复合材料的应用。

  光通信产业是当前世界上发展最为迅速的高技术产业之一，其所以发展如此迅速主要依赖于光纤损耗机理的研究以及光纤接头结构材料的使用。我所已成功地运用氧化锆增韧陶瓷材料开发出光纤接头和套管，性能优良，很好地满足了我国光通信产业的发展需要。

  随着半导体器件的高密度化和大功率化，集成电路制造业的发展迫切地需要研制一种绝缘性好导热快的新型基片材料。80年代中后期问世的高导热性氮化铝和碳化硅基板材料正逐步取代传统的氧化铝基板，在这一领域，我所研制成功的高热导氮化铝陶瓷热导率达到228W/m×K，性能居国内外前列。氮化铝-玻璃复合材料，已成为当代电子封装材料领域的研究热点，其热导率是氧化铝-玻璃的5-10倍，烧结温度在1000°C以内，可与银、铜等布线材料共烧，从而制造出拥有非常良好导热和电性能多层配线板，我所研制的氮化铝-玻璃复合材料，热导率达到10.8W/m×K的，在国际上居于领头羊，很好地满足了大规模集成电路小型化、密集化的要求。

  据杭州中经智盛市场研究有限公司发布的《2022-2026年结构陶瓷市场现状调查及发展前途分析报告》显示：从2000年开始，美国国家能源部与美国陶瓷协会联合资助并实施了为期20年的美国先进陶瓷发展计划，这个计划将基础研究、技术开发和产品应用几个环节有机地结合起来，共同推进先进陶瓷材料的制备技术发展，包括用于国防方面的激光透明陶瓷材料和导弹引导用透波陶瓷材料的制备技术。此外，基于宇航技术发展的需要，美国国家航空和宇航局(NASA)在高温结构陶瓷的开发和制备技术方面正在实施大规模的研究与发展计划，将高温陶瓷基复合材料制备技术作为研究重点，其目标是把发动机热端部件的使用温度提高到1650℃或者更高够。

  欧盟第六次框架计划支持广泛的多领域课题研究，其中一些专对于高性能陶瓷及其复合材料的先进制备技术，特别是法国、英国、德国以航空航天应用背景加强陶瓷基复合材料和超高温陶瓷材料的制备技术探讨研究，例如德国已开发出可以连续烧结大型致密高温陶瓷部件的脉冲电流烧结装备。

  在先进陶瓷制备技术具有优势的日本更是加大力度发展新技术、新工艺，包括国立研究机构、大学及一些世界500强企业(如日本京瓷公司);研究内容之一是下一代耐热结构陶瓷材料制备技术，要求在1500℃高温下也能承受1400MPa压力的特点，应用于飞机和汽车耐热部件。

  目前，虽然国内先进陶瓷粉末原料生产企业很多，但陶瓷粉末性能通常存在比较大的分散性和不稳定性，因此直接影响后续批量化制备的陶瓷产品性能和可靠性。近几年国内在一些高品质氧化物陶瓷粉末产业化方面已有突破，如山东国瓷和广东华旺公司使用先进的水热水解技术生产的纳米氧化锆粉已作为高端生物陶瓷的齿科材料获得广泛应用，在国内外均占有较大的市场占有率;潮州三环生产的用于手机陶瓷背板的高强度高韧性氧化锆专用粉，已成功用于小米6、小米MIX2、OPPO等多款手机陶瓷背板，可经受从1米高度不同角度的跌落无任何破裂;江西赛瓷公司生产的高性能低温烧结纳米氧化锆粉已成功应用于光纤连接器陶瓷插芯，从而打破了日本Tosoh等公司在这一领域的垄断。但我国在其他许多重要的结构陶瓷粉末方面还达不到这种水平，例如高纯度易烧结的氧化铝陶瓷粉末，仍然依赖从日本大明公司、住友公司、昭和电工以及德国纳博特公司、安迈公司和法国的一些公司进口。特别是高性能非氧化物陶瓷粉末，如氮化硅、氮化铝、碳化硅、碳化硼、硼化锆等共价键陶瓷粉末，国内尚缺乏一流的生产供应商。例如用于制备高强度陶瓷轴承的氮化硅粉末主要依赖从日本宇部公司(简称UBE公司)及瑞典的公司进口;而半导体芯片封装用的高导热基板用氮化铝陶瓷粉主要从日本德山曹达等公司进口，而高性能的碳化硅陶瓷粉末需从法国圣戈班公司进口，高品质的防弹装甲用碳化硼、超高温陶瓷用硼化锆等粉末需从德国H. C. Starck等公司进口;特别是核电站中子吸收用的核级碳化硼原料存在比较大差距。大连金玛硼业是国内在高性能碳化硼粉末研发和生产有实力的企业，正在拉近与国际领先水平的差距。上述这些依赖进口的高端陶瓷粉料一旦被卡脖子(类似中兴芯片)，将会被置于极端危险的境地。