Vyf groot nywerhede vir die toekomstige ontwikkeling van keramiekprodukte

Bedryf vir elektriese voertuie

 

China het onderskeidelik 6,253 miljoen en 6,067 miljoen nuwe energie-motors tussen Januarie en November vervaardig en verkoop, met sowat 100% jaar-tot-jaar, met 'n 25%-markaandeel, volgens die mees onlangse syfers van die China Association of Automobile Manufacturers. Saam met vervaardigings- en verkopegroei wat die mark gedurende daardie tyd ver oortref het, het die penetrasie van nuwe energievoertuie 36% oortref en styg dit steeds. Elektriese voertuigtegnologie ontwikkel voortdurend, wat die vervanging van sy komponentontwerpe en -materiale bespoedig het. Die gebruik van nuwe energie elektriese voertuie het gevorderde keramiekmateriaal ten volle omhels vanweë hul unieke werkverrigtingvoordele.

Onder hulle is HIP silikonnitried draende balle en hoë termiese geleidingsvermoë silikonnitried substrate algemeen.

 

 

01 HIP Balle vir Silikon Nitride Laers

Motorlaers vir nuwe energievoertuie vereis laer digtheid en betreklik meer slytvaste materiale as gevolg van hul hoër rotasietempo's in vergelyking met standaardlaers. In silikonnitried-keramieklaers produseer die balle minder hitte en wrywing binne die laerstelsel. Spesifiek, silikonnitried is 'n natuurlike elektriese isolator wat elektriese korrosie van laerontlading kan voorkom, die lewensduur van smeermiddels en laers kan verleng, en uiteindelik laersfout veroorsaak. Dit is ideaal vir gebruik in 'n verskeidenheid sektore, insluitend elektriese motors.

 

Keramieklaers vervang al hoe meer staalkogellaers in die era van elektriese aandrywers. Silikonnitried-keramiekkogel-geïsoleerde laers word in huishoudelike Xiaopeng P7, G9, Weilai ET7 en ander modelle gebruik. Die uitsetas van die motor wat deur Tesla gebruik word, gebruik byvoorbeeld keramieklaers, hibriede keramieklaers wat deur NSK ontwerp is, en laerballetjies gemaak van 50 silikonnitriedballetjies.

Warm isostatiese pers (HIP) en gasdruk sintering (GPS) is die twee mees gewilde voorbereidingstegnieke vir silikonnitried keramiek bal sintering. Hierdie twee metodes lewer keramiekballetjies wat gereeld in baie omgewings gebruik word. HIP silikonnitried bied voortreflike meganiese eienskappe en 'n langer moegheidslewe as GPS silikonnitried.

Tans hou bekende buitelandse firmas voort om die internasionale markaandeel en ontwikkelingsrigting te beheer, terwyl Japannese, Europese en Amerikaanse korporasies steeds die vervaardiging van hoë-end keramiekdraende goedere oorheers. In 2015 het National Materials High-Tech Nitride Ceramics Co., Ltd. in my land gestig.

het 'n beduidende vooruitgang gemaak in die tegnologie vir massaproduksie van warm isostaties geperste silikonnitried keramiekballe, wat dit die eerste maatskappy in China maak wat massaproduksie van hierdie materiale gevestig het en die derde maatskappy algeheel, agter Toshiba in Japan en Kustec in die Verenigde State. SKF in Swede, Timken in die VSA, GMN in Duitsland en Forsa in Spanje is van die lande waarheen sy produkte verskeep word. Verder word vergelykbare metodes deur Sinoceramic Jinsheng en ander gebruik om silikonnitrieddraende balle met 'n 1000 MPa buigsterkte te skep.

 

 

02 Hoë termiese geleidingsvermoë silikonnitried keramiek substraat

Silikonnitried-keramieksubstrate word hoofsaaklik gebruik in die krageenhede, halfgeleiertoestelle en omskakelaars van suiwer elektriese voertuie (EV) en hibriede elektriese voertuie (HEV), en het groot markpotensiaal en toepassingsvooruitsigte.

Tans word buigsterkte van 650 MPa, breuktaaiheid van 5–7 MPa·m1/2, en termiese geleidingsvermoë van 85 W/(m·K) vereis vir die kommersiële gebruik van silikonnitried-keramieksubstraatmateriale met hoë termiese geleidingsvermoë. Die Toshiba-groep, Hitachi Metals, Nippon Electric Chemical, Maruwa en Nippon Fine Ceramics is die primêre maatskappye wat die vermoë het om silikonnitried-keramieksubstrate met 'n hoë termiese geleidingsvermoë in massa te vervaardig.

 

Boonop was daar 'n mate van vooruitgang in huishoudelike navorsing oor silikonnitried-keramieksubstraatmateriale. Deur die sintermetode en -proses te optimaliseer, het Beijing Sinoma Artificial Crystal Research Institute Co., Ltd. suksesvol 'n silikonnitried-keramieksubstraat voorberei met 'n buigsterkte van 700-800MPa, 'n breuktaaiheid van ≥8MPa·m1/2, en 'n termiese geleidingsvermoë van ≥80W/(m·K/). Die silikonnitried-keramieksubstraat wat deur die Beijing-tak van Sinoma High-Tech Nitride Ceramics Co., Ltd. vervaardig word deur die bandgietproses te gebruik, het 'n termiese geleidingsvermoë van 100 W/(m·K).

 

Elektriese voertuie beweeg tans nader aan intelligensie as gevolg van die groeiende gewildheid van nuwe energievoertuie en die ontwikkeling van kunsmatige intelligensie (KI). Motorvervaardigers het ook belangstelling getoon in 'n verskeidenheid keramiekmateriale, insluitend lidar-verpakkingsmateriaal, koolstofkeramiekremme, hoëkapasiteit MLCC, keramiese termiese geleidende materiale, ens.

 

Vervaardiging van halfgeleiers

Die industriële wet van "een generasie tegnologie, een generasie proses, een generasie toerusting" beheer die halfgeleierbedryf, en vooruitgang in presisieonderdeeltegnologie is van kardinale belang vir die modernisering en herhaling van halfgeleiertoerusting. Presisie keramiekonderdele is die mees verteenwoordigende materiale vir halfgeleier-presisieonderdele onder hulle. Hulle word gebruik in 'n aantal belangrike halfgeleiervervaardigingsprosesse, insluitend ets, chemiese dampneerlegging, fisiese dampneerlegging en iooninplanting. soos meganiese hanteringsarms, elektrostatiese chucks, voerings, geleidingsrelings en laers, onder andere. Dit vervul die rolle van stabilisering, verdediging en afleiding, veral binne die toerustingholte.

 

Produksie van halfgeleiers Die halfgeleierbedryf word beheer deur die industriële wet van "een generasie tegnologie, een generasie proses, een generasie toerusting," en verbeterings in presisieonderdeeltegnologie is noodsaaklik vir die modernisering en iterasie van halfgeleiermasjinerie. Van al die materiale wat vir halfgeleier-presisieonderdele gebruik word, is presisiekeramiekonderdele die mees verteenwoordigend. Hulle word gebruik in ets, chemiese dampneerslag, fisiese dampneerlegging en iooninplanting, onder andere belangrike halfgeleiervervaardigingsprosedures. soos laers, voerings, geleidingsrelings, elektrostatiese chucks en meganiese hanteringsarms, om 'n paar te noem. Dit dien as afleiding, verdediging en stabilisering, veral binne die toerustingholte.

 

 

Energiebesparende en omgewingsbeskermingsbedryf

Onder die leiding van die nasionale "dubbelkoolstof"-beleid ontwikkel alle nywerhede geleidelik in die rigting van energiebesparing, koolstofvermindering, vermindering van besoedeling en doeltreffendheidsverbetering. Onder hierdie agtergrond staar die keramiekbedryf energieverbruik en omgewingsbeskermingsdruk in die gesig, maar dit bring ook nuwe ontwikkelingsgeleenthede vir keramiekmateriaal.

 

 

01 Keramiek membraan

Ten einde konvensionele filtrasie-skeidingstegnologie te vervang, word membraanskeidingstegnologie met keramiekmembraan in die kern tans hoofsaaklik as 'n hoë-doeltreffende skeidingsproses in die prosesindustrie en spesiale waterbehandelingsvelde vir filtrasieskeiding, konsentrasie en suiwering, en suiwering en onreinheidverwydering aangewend.

Keramiek plat membraan

Onder hulle kan vloeistowwe in komplekse omgewings gefiltreer, geskei en gesuiwer word deur hoëprestasie keramiek plat membrane te gebruik. Hoë temperatuur- en drukweerstand, sterk chemiese stabiliteit, hoë filterdoeltreffendheid, goeie betroubaarheid, lae bedryfs- en instandhoudingskoste, verlengde dienslewe en omgewingsvriendelikheid regdeur die lewensiklus is van hul eienskappe. Dit is wyd gebruik en bevorder in die gebiede van munisipale riool, verspreide waterbehandeling, behandeling van swart en reukwater, hergebruik van herwonne water en afvalwaterbehandeling in industriële parke. Dit is die primêre ontwikkelingsrigting op die gebied van internasionale hoëprestasie keramiekskeidingsmembrane en het 'n wye verskeidenheid markvooruitsigte.

Saam met waterbehandeling is lugbesoedelingbestuur in my land ook op die horison. Die omgewingsvriendelike seldsame aardmetaaloksiedstelsel nano-denitrifikasie katalisator word op keramiekvesel saamgestelde membraanmateriaal gelaai as die ondersteuningsliggaam om die hoëtemperatuurveselmembraan vir denitrifikasie en stofverwydering te skep, 'n filterelement met geïntegreerde denitrifikasie- en stofverwyderingsfunksies wat direkte suiwering van gas onder hoë temperatuurtoestande kan bereik.

 

 

02 Airgel

Die uitgebreide groen- en lae-koolstof-ontwikkeling van aerogel, 'n super-isolerende materiaal, het tot dusver ongehoorde potensiaal vir die groei van die aerogel-sektor geskep. Die nuwe aerogel-tegnologie sal na verwagting geïntegreer word met die groei van groen-vervaardiging om meer nuwe produktoepassings te skep in ooreenstemming met die neiging van groen nywerhede wat vinniger ontwikkel.

 

Aerogel het uiters lae digtheid, ultrahoë porositeit, lae brekingsindeks, lae termiese geleidingsvermoë, lae akoestiese impedansie en ander eienskappe wat algemene vaste materiale nie het nie. Hierdie eienskappe maak dat dit groot toepassingsvooruitsigte het op die gebied van termiese isolasie, biomedisyne, klankisolasie, adsorpsie, ens., en die markvraagpotensiaal is groot.

 

 

Bedryf van biogeneeskunde

Meer en meer kunsmatige inplantings en organe sal in terapeutiese omgewings gebruik word namate die samelewing ontwikkel en mense se lewens beter word. In my nasie word metale soos vlekvrye staal en kobaltlegerings lank reeds vir ortopediese genesing en herstel gebruik as gevolg van hul voortreflike meganiese en beheereienskappe; nietemin, hul bioversoenbaarheid ontbreek. Gevolglik brei die mark en navorsing vir bedekkingsmateriaal of biokeramiek wat gesonder en meer versoenbaar is vinnig uit.

As gevolg van hul buitengewone breuktaaiheid en slytasieweerstand, word biomediese keramiek soos Al2O3, ZrO2, ZTA, Si3N4 en verwante saamgestelde keramiekmateriale gereeld in chirurgiese lasdraende prosteses, tandheelkundige inplantings, beenvervangers, ens. glas keramiek. Onder hierdie kombineer silikonnitried die bakteriedodende effek en selfsmeer eienskappe, en die inplanting daarvan het langtermyn stabiele biologiese stabiliteit.

In 2022 sal die grootte van die wêreldwye mark vir mediese keramiekmateriaal na verwagting ongeveer $15 miljard USD wees. In 2022 sal die mark vir mediese keramiekmateriaal in China na verwagting ongeveer 4,5 miljard Amerikaanse dollar werd wees. Van hulle maak alumina-keramiek die meerderheid uit (sowat 60%). Silikonnitried keramiek word gebruik vir ortopediese inplantings, terwyl sirkonium keramiek hoofsaaklik in tandheelkunde gebruik word.

 

 

Die lugvaartsektor

Keramiek staan ​​deurgaans uit vir hul uitsonderlike werkverrigting in 'n verskeidenheid moeilike toepassingsituasies. Die militêre en lugvaartnywerhede is twee van die gewildste toepassingsmarkte vir gevorderde keramiek. "Hoë temperatuurweerstand" en "stealth" is die twee primêre keramiekontwikkelingslyne in die lugvaartbedryf.

 

Die nuwe generasie militêre lugvaartenjins het 'n toenemende behoefte aan nuwe hoë-temperatuurbestande strukturele materiale aangesien die potensiaal van enkelkristalle, termiese versperringsbedekkings en aktiewe lugverkoeling geleidelik uitgeput word. SiC/SiC-CMC het na vore gekom as een van die beste opsies vir hoë-temperatuurbestande strukturele materiale. SiC/SiC-CMC word grootliks deur silikonkarbiedvesel versterk en gehard. Die belangrikste grondstof vir SiC/SiC-CMC is silikonkarbiedvesel, wat 'n temperatuurweerstand van bo 1200°C het en die aandag van lugvaartmagte in 'n navorsingskompetisie getrek het.

 

 

Bestaande tipies uit 'n absorberende medium (absorberend) en 'n matriksmateriaal (soms bekend as 'n bindmiddel), is absorberende materiale van die belangrikste stealth-materiale. Silikonkarbied is die primêre bestanddeel wat gebruik word om multi-band absorberende keramiek materiale te skep; anorganiese keramiek nanopartikels en anorganiese polimeer materiale kombineer om keramiese infrarooi stealth materiale te vorm, 'n soort deklaag. Ten einde effektiewe breëband elektromagnetiese golf absorpsie te produseer, word anorganiese keramiek nanopartikels eenvormig versprei in 'n anorganiese polimeer matriks en noukeurig beheer.