Пет главни индустрии за идниот развој на керамичките производи

Индустрија за електрични возила

 

Кина произведе и продаде 6,253 милиони и 6,067 милиони нови енергетски автомобили, соодветно, помеѓу јануари и ноември, што е зголемување за околу 100% на годишно ниво, со 25% удел на пазарот, според најновите бројки на Кинеската асоцијација на производители на автомобили. Заедно со растот на производството и продажбата кој далеку го надмина пазарот во тоа време, пенетрацијата на возилата со нова енергија надмина 36% и продолжува да расте. Технологијата за електрични возила постојано се развива, што ја забрза замената на дизајните и материјалите на неговите компоненти. Употребата на нови енергетски електрични возила целосно ги прифати напредните керамички материјали поради нивните уникатни предности во изведбата.

Меѓу нив, преовладуваат топчиња со HIP силикон нитрид и супстрати од силикон нитрид со висока топлинска спроводливост.

 

 

01 HIP топки за лежишта со силикон нитрид

Моторните лежишта за возилата со нова енергија бараат помала густина и релативно поотпорни на абење материјали поради нивните повисоки стапки на ротација во споредба со стандардните лежишта. Во керамичките лежишта со силикон нитрид, топчињата произведуваат помалку топлина и триење во системот на лежиштето. Поточно, силициум нитрид е природен електричен изолатор кој може да спречи електрична корозија од празнење на лежиштето, да го продолжи животниот век на лубрикантите и лежиштата и на крајот да предизвика дефект на лежиштето. Идеален е за употреба во различни сектори, вклучително и електрични автомобили.

 

Керамичките лежишта се повеќе ги заменуваат челичните топчести лежишта во ерата на електричните погони. Силикон нитрид керамички топчести изолирани лежишта се користат во домашните модели Xiaopeng P7, G9, Weilai ET7 и други модели. На пример, излезното вратило на моторот што го користи Tesla користи керамички лежишта, хибридни керамички лежишта дизајнирани од NSK и топки за лежишта направени од 50 топки од силициум нитрид.

Топло изостатско пресување (HIP) и синтерување со гас под притисок (GPS) се двете најпопуларни подготвителни техники за синтерување на керамички топчиња со силициум нитрид. Овие два методи даваат керамички топки кои често се користат во многу поставки. HIP силициум нитрид обезбедува супериорни механички квалитети и подолг век на замор од GPS силикон нитрид.

Во моментов, познатите странски фирми продолжуваат да го контролираат меѓународниот пазарен удел и развојната насока, додека јапонските, европските и американските корпорации продолжуваат да доминираат во производството на висококвалитетни производи за керамички лежишта. Во 2015 година во мојата нација беше основана National Materials High-Tech Nitride Ceramics Co., Ltd.

направи значителен напредок во технологијата за масовно производство на топли изостатски пресувани силициум нитрид керамички топки, што ја прави првата компанија во Кина која воспостави масовно производство на овие материјали и третата компанија во целина, зад Toshiba во Јапонија и Kustec во САД. SKF во Шведска, Timken во САД, GMN во Германија и Forsa во Шпанија се меѓу земјите во кои се испорачуваат нејзините производи. Понатаму, споредливи методи се користат од страна на Sinoceramic Jinsheng и други за да се создадат топчиња со лежишта од силициум нитрид со јакост на свиткување од 1000 MPa.

 

 

02 Керамичка подлога од силициум нитрид со висока топлинска спроводливост

Керамичките подлоги од силикон нитрид главно се користат во енергетските единици, полупроводничките уреди и инверторите на чисто електрични возила (EV) и хибридни електрични возила (HEV), и имаат огромен пазарен потенцијал и изгледи за примена.

Во моментов, јакоста на свиткување од 650 MPa, цврстина на фрактура од 5-7 MPa·m1/2 и топлинска спроводливост од 85 W/(m·K) се потребни за комерцијална употреба на материјали од керамички подлоги од силициум нитрид со висока топлинска спроводливост. Групацијата Toshiba, Hitachi Metals, Nippon Electric Chemical, Maruwa и Nippon Fine Ceramics се основните компании кои поседуваат капацитет за масовно производство на силициум нитрид керамички подлоги со висока топлинска спроводливост.

 

Дополнително, има одреден напредок во домашните истражувања за материјалите за керамички подлоги од силициум нитрид. Со оптимизирање на методот и процесот на синтерување, Beijing Sinoma Artificial Crystal Research Institute Co., Ltd. успешно подготви керамичка подлога од силициум нитрид со јачина на свиткување од 700-800 MPa, цврстина на фрактура од ≥8MPa·m1/2 и топлинска спроводливост од ≥80WW(m·0K). Керамичката подлога од силициум нитрид произведена од Пекинг филијалата на Sinoma High-Tech Nitride Ceramics Co., Ltd. користејќи го процесот на леење лента има топлинска спроводливост од 100 W/(m·K).

 

Електричните возила моментално се приближуваат до интелигенцијата како резултат на зголемената популарност на возилата со нова енергија и развојот на вештачката интелигенција (ВИ). Производителите на автомобили, исто така, покажаа интерес за различни керамички материјали, вклучувајќи материјали за пакување лидар, карбон-керамички сопирачки, MLCC со висок капацитет, керамички термопроводливи материјали итн.

 

Производство на полупроводници

Индустриското право за „една генерација на технологија, една генерација на процес, една генерација на опрема“ владее со индустријата за полупроводници, а напредокот во технологијата на прецизни делови е од клучно значење за модернизацијата и повторувањето на полупроводничката опрема. Прецизните керамички делови се најрепрезентативните материјали за полупроводнички прецизни делови меѓу нив. Тие се користат во голем број клучни процеси на производство на полупроводници, вклучувајќи офорт, хемиско таложење на пареа, физичко таложење на пареа и имплантација на јони. како механички рачки за ракување, електростатски чак, облоги, водечки шини и лежишта, меѓу другото. Ги извршува улогите на стабилизација, одбрана и одвлекување на вниманието, особено во шуплината на опремата.

 

Производство на полупроводници Индустријата за полупроводници е регулирана со индустриското право за „една генерација технологија, една генерација на процес, една генерација опрема“, а подобрувањата во технологијата на прецизни делови се од суштинско значење за модернизацијата и повторувањето на полупроводничките машини. Од сите материјали што се користат за полупроводнички прецизни делови, прецизните керамички делови се најрепрезентативни. Тие се користат во офорт, хемиско таложење на пареа, физичко таложење на пареа и имплантација на јони, меѓу другите важни процедури за производство на полупроводници. како што се лежиштата, облогите, водечките шини, електростатските чаки и механичките рачки за ракување, за да именуваме неколку. Служи како пренасочување, одбрана и стабилизација, особено во внатрешноста на шуплината на опремата.

 

 

Индустријата за заштеда на енергија и заштита на животната средина

Под водство на националната политика за „двоен јаглерод“, сите индустрии постепено се развиваат во насока на заштеда на енергија, намалување на јаглеродот, намалување на загадувањето и подобрување на ефикасноста. Под оваа позадина, керамичката индустрија се соочува со притисоци од потрошувачката на енергија и заштита на животната средина, но исто така носи нови можности за развој на керамичките материјали.

 

 

01 Керамичка мембрана

Со цел да се замени конвенционалната технологија за сепарација на филтрација, технологијата за сепарација на мембрана со керамичка мембрана во неговото јадро во моментов првенствено се користи како високоефикасен процес на сепарација во процесната индустрија и специјални полиња за третман на вода за одвојување со филтрација, концентрација и прочистување и прочистување и отстранување на нечистотии.

Керамичка рамна мембрана

Меѓу нив, течностите во сложени поставки може да се филтрираат, одделат и прочистуваат со помош на керамички рамни мембрани со високи перформанси. Отпорност на висока температура и притисок, силна хемиска стабилност, висока ефикасност на филтрирање, добра доверливост, ниски трошоци за работа и одржување, продолжен работен век и еколошка пријатност во текот на целиот животен циклус се некои од нивните атрибути. Тој е широко користен и промовиран во областите на комунална канализација, дистрибуиран третман на вода, третман на црна и миризлива вода, повторна употреба на рекултивирана вода и третман на отпадни води од индустриски паркови. Тоа е примарна развојна насока во областа на меѓународните керамички мембрани за сепарација со високи перформанси и има широк опсег на пазарни изгледи.

Заедно со третманот на водата, на повидок е и управувањето со загадувањето на воздухот во мојата нација. Еколошкиот катализатор за наноденитрификација на системот од оксид од ретки земји-метал е натоварен на мембрански композитен материјал од керамички влакна како потпорно тело за да се создаде мембрана со влакна со висока температура за денитрификација и отстранување на прашина, елемент на филтер со интегрирани функции за денитрификација и отстранување на прашина што може да постигне директно прочистување на гасот при високи температурни услови.

 

 

02 Аергел

Огромниот зелен и нискојаглероден развој на аерогел, суперизолационен материјал, создаде досега невиден потенцијал за раст на секторот за аерогел. Се очекува новата технологија на аергел да се интегрира со растот на зеленото производство за да се создадат повеќе апликации за нови производи во согласност со трендот на зелените индустрии кои се развиваат побрзо.

 

Аергелот има исклучително мала густина, ултра висока порозност, низок индекс на прекршување, ниска топлинска спроводливост, ниска акустична импеданса и други карактеристики што ги немаат општите цврсти материјали. Овие карактеристики го прават да има одлични изгледи за примена во областите на топлинска изолација, биомедицина, звучна изолација, адсорпција итн., а потенцијалот за побарувачка на пазарот е огромен.

 

 

Индустријата за биомедицина

Се повеќе и повеќе вештачки импланти и органи ќе се користат во терапевтски услови како што се развива општеството и животот на луѓето се подобрува. Во мојата нација, металите како нерѓосувачки челик и легурите на кобалт долго време се користат за ортопедско лекување и поправка поради нивните супериорни механички и контролни квалитети; сепак, недостасува нивната биокомпатибилност. Следствено, пазарот и истражувањата за материјали за обложување или биокерамика кои се поздрави и покомпатибилни брзо се прошируваат.

Поради нивната исклучителна цврстина на фрактура и отпорност на абење, биомедицинската керамика како Al2O3, ZrO2, ZTA, Si3N4 и сродните композитни керамички материјали често се користат во хируршки протези што носат оптоварување, забни импланти, замени за коски итн. поради стаклена керамика. Меѓу нив, силициум нитрид ги комбинира бактерицидното дејство и самоподмачкувачките својства, а неговиот имплант има долгорочна стабилна биолошка стабилност.

Во 2022 година, големината на светскиот пазар за медицински керамички материјали се предвидува да биде околу 15 милијарди американски долари. Во 2022 година, пазарот на медицински керамички материјали во Кина се очекува да вреди приближно 4,5 милијарди американски долари. Од нив, алуминиумската керамика сочинува мнозинство (околу 60%). Керамиката со силикон нитрид се користи за ортопедски импланти, додека циркониската керамика примарно се користи во стоматологијата.

 

 

Воздухопловниот сектор

Керамиката постојано се издвојува по своите исклучителни перформанси во различни тешки ситуации на примена. Воената и воздушната индустрија се два од најпопуларните пазари за апликации за напредна керамика. „Отпорност на високи температури“ и „стелт“ се двете примарни линии за развој на керамика во воздушната индустрија.

 

Новата генерација на воени авијациски мотори има зголемена потреба од нови структурни материјали отпорни на високи температури бидејќи потенцијалот на единечни кристали, премази со топлинска бариера и активно воздушно ладење постепено се исцрпува. SiC/SiC-CMC се појави како една од најдобрите опции за структурни материјали отпорни на високи температури. SiC/SiC-CMC е зајакнат и зацврстен во голем дел со влакна од силициум карбид. Најважната суровина за SiC/SiC-CMC е силициум карбидното влакно, кое има отпорност на температура над 1200°C и го привлече вниманието на воздухопловните сили на истражувачки натпревар.

 

 

Обично се состојат од впивачки медиум (апсорбент) и материјал од матрица (понекогаш познат како врзивно средство), абсорбирачките материјали се меѓу најважните прикриени материјали. Силициум карбид е примарна состојка што се користи за создавање на повеќебенд апсорбирачки керамички материјали; неоргански керамички наночестички и неоргански полимерни материјали се комбинираат за да формираат керамички инфрацрвени стелт материјали, еден вид облога. Со цел да се произведе ефективна широкопојасна апсорпција на електромагнетни бранови, неорганските керамички наночестички се рамномерно дисперзирани во неорганска полимерна матрица и внимателно се контролираат.