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正硅酸锂陶瓷小球应用潜力不断释放 我国工程化制备已取得突破

2026-09-14 18:32      责任编辑:王昭    来源:www.newsijie.com    点击: 次


  正硅酸锂(Li₄SiO₄)陶瓷小球,是一种锂基陶瓷材料。正硅酸锂,是一种重要的无机锂盐,为白色无味粉末,不溶于水,常温常压下稳定。

  根据新思界产业研究中心发布的《2026-2030年正硅酸锂陶瓷小球行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,正硅酸锂陶瓷小球具有理论吸附容量高、热稳定性优异、吸附动力学速率快、耐中子辐照性好等特点,可用作高温二氧化碳吸附材料、氚增殖剂材料、核废料固化剂等,用于高温二氧化碳捕集、固态氚增殖、核废料固化等领域。

  目前正硅酸锂陶瓷小球主要用作固态氚增殖材料。以正硅酸锂为代表的含锂陶瓷化合物是目前目前主流的氚增殖材料,其中正硅酸锂陶瓷小球具有氚释放温度窗口合适、锂原子密度高、热稳定性好等特点,已成为国际热核聚变实验堆的主要氚增殖剂候选材料。

  作为高温二氧化碳吸附材料,与其他高温吸附剂相比,正硅酸锂陶瓷小球具有循环稳定性好、吸附速率快、再生温度低、理论容量大等优势。二氧化碳捕获、利用与封存技术(CCUS)是实现双碳目标的关键技术,正硅酸锂陶瓷小球作为高温二氧化碳吸附材料,具有较大发展潜力。

  正硅酸锂陶瓷小球制备方法包括熔融喷雾法、溶胶-凝胶法、挤出-滚圆法、湿化学法、3D打印法等,其中熔融喷雾法工艺简单,但需使用铂金坩埚作为熔体,挤出-滚圆法可实现正硅酸锂陶瓷小球的批量化生产,但球形度较差,溶胶-凝胶法制备的正硅酸锂陶瓷小球球形度高,但因需添加有机物,易造成环境污染。

  目前我国科研单位在正硅酸锂小球的工程化制备上已取得重要进展,国产小球的密度和纯度达到了国际领先水平。核工业西南物理研究院(西物院)是中国氦冷固态增殖剂实验包层(HCCB TBM)项目的牵头单位,联合中国工程物理研究院核物理与化学研究所、宝鸡市海宝特种金属材料有限公司等单位开展了包层氚增殖剂和中子倍增剂研发工作,2025年3月,西物院牵头承担的“产氚包层氚增殖剂与中子倍增剂工程化认证”任务,通过专家组验收,标志着我国全面突破产氚包层功能材料核心关键技术。

  新思界行业分析人士表示,作为潜力固态氚增殖材料之一,正硅酸锂陶瓷小球正处于从实验室验证向工程批产过渡的阶段,短期需求由ITER装配冲刺和国内CFETR预研项目驱动,中长期取决于示范堆建设的规模化放量。我国在正硅酸锂陶瓷小球工艺研究、产能建设方面已形成先发优势,但在批次一致性和辐照性能数据库积累方面仍需持续投入。

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