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碳化硼陶瓷应用范围广泛 行业技术壁垒不断提高

2020-09-10 17:44      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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碳化硼陶瓷应用范围广泛 行业技术壁垒不断提高

  碳化硼陶瓷是非氧化物陶瓷材料,是一种超硬材料,其质地坚硬,仅次于金刚石与立方氮化硼。除硬度高外,碳化硼陶瓷还具有密度低、熔点高、弹性模量高、耐磨性高、热稳定较好、导热性好、热中子吸收力强、热膨胀系数小、耐酸碱性优、热电性能好等特点,但也具有脆性大、抗冲击性差等缺点。
 
  碳化硼陶瓷硬度大、耐磨性好,可以制造轴承、耐磨喷嘴等零部件以及防弹装备,还可以用作磨料磨具、切削刀具,用以加工宝石、精密轴承等;碳化硼陶瓷熔点高、导热性好、热膨胀系数小,可以制造高温热交换器;碳化硼陶瓷热中子吸收力强、耐腐蚀,可用作核反应堆中子吸收材料、控制材料、屏蔽材料;碳化硼陶瓷热电性能好,可以制造温差电偶。总的来看,碳化硼陶瓷应用范围广泛。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2020年碳化硼陶瓷项目商业计划书》显示,碳化硼陶瓷可以广泛应用在磨料磨具、汽车、机械、电力、航空、航天、核能、防弹装备、军工装备等领域,相较于金刚石与立方氮化硼,其制造工艺相对简单,成本较为低廉,应用范围不断扩大,市场规模不断扩张。2019年,全球碳化硼陶瓷市场规模约为1.4亿美元,预计未来5年将保持4%左右的增速增长,到2024年市场规模将达到1.7亿美元。
 
  碳化硼陶瓷制备工艺主要包括粉体制备、原材料混合、注模成型、烧结等环节,其中,粉体制备与烧结是影响产品性能的重要环节。现阶段可实现工业化生产的碳化硼粉体制备工艺主要包括自蔓延高温合成法、化学气相沉积法、碳热还原法、溶剂热还原法等。经过长期不断发展,我国碳化硼粉体制备工艺不断进步,全球产能逐步向我国大陆地区转移,使得我国成为全球重要的碳化硼粉体生产国与出口国。
 
  碳化硼陶瓷烧结工艺主要包括无压烧结、热压烧结、热等静压烧结、放电等离子烧结等。其中,热压烧结、热等静压烧结只能生产形状简单产品;无压烧结可生产形状复杂产品,可批量生产,但烧结过程难以控制,产品性能稳定性较差;放电等离子体烧结可生产高致密度产品,但仅能够生产尺寸小且形状简单产品。
 
  新思界行业分析人士表示,与国际领先企业相比,我国在高性能碳化硼陶瓷生产领域还存在一定技术差距。碳化硼陶瓷脆性大,其在防弹领域的应用受到一定限制,为满足防弹衣、特种车辆、防弹装甲等军工领域需求,全球碳化硼陶瓷技术领先国家正在研究提高其韧性的复合材料,碳化硼陶瓷行业技术壁垒还在不断提高。在此背景下,我国碳化硼陶瓷生产企业需进一步加大研发创新能力,以提高核心竞争力。
 
关键字: 市场 技术壁垒 碳化硼陶瓷