Laatste ontwikkelingen in de keramische industrie met een hoog aluminiumgehalte: innovatie en marktkansen bestaan naast elkaar
De laatste jaren is er een hogealuminiumoxide keramiek(Al₂O₃-gehalte ≥99%) zijn een kernmateriaal geworden in high-end sectoren zoals nieuwe energie, lucht- en ruimtevaart en elektronische halfgeleiders, dankzij hun superieure hittebestendigheid, slijtvastheid, elektrische isolatie en chemische stabiliteit. Gedreven door wereldwijde industriële upgrading en strengere milieuvoorschriften, ervaart de industrie een snelle groei. Hieronder vatten we de laatste trends samen vanuit vier dimensies: technologische innovatie, marktvraag, beleidsondersteuning en internationale samenwerking.
1. Technologische innovatie versnelt industriële modernisering
In 2023 ontwikkelde het Shanghai Institute of Ceramics van de Chinese Academie van Wetenschappen een uiterst nauwkeurigealuminiumoxide keramiek3D-printproces. Door de lasersinterparameters te optimaliseren, werd de efficiëntie van het vormen van complexe structuren met 40% verhoogd, terwijl de kosten met 30% werden verlaagd. Deze technologie is toegepast op nozzle-liners van lucht- en ruimtevaartmotoren en medische botimplantaten.
Casestudy: Hunan Hualian Ceramics ontwikkelde in samenwerking met het Duitse EOS op maat gemaakte aluminiumoxide-keramische prothesebases met een precisie tot op de micrometer.
Universiteiten en ondernemingen hebben gezamenlijk "alumina + siliciumcarbide (SiC)" nano-composiet keramiek ontwikkeld, waarmee een buigsterkte van meer dan 1.500 MPa wordt bereikt, twee keer zoveel als bij traditionele materialen. Deze worden gebruikt in 5G-basisstationfilters en snijgereedschappen voor halfgeleiderwafers.
Gegevens: Volgens het tijdschrift Advanced Ceramics bedroeg de wereldwijde markt voor nanocomposietalumina in 2023 $ 2,8 miljard, met een jaarlijkse groei van meer dan 15%.
2. Nieuwe energie en elektronica stimuleren de marktuitbreiding
Nu de verkoop van elektrische voertuigen in China in 2023 3,86 miljoen eenheden bereikt, is de vraag naar zeer zuivere alumina-gecoate separatoren enorm toegenomen. Bedrijven als Tianshi Materials en Xinchuang hebben "alumina keramische coating + polyolefin" composiet separatoren geïntroduceerd, waardoor de thermische risico's van batterijdoorslag met 40% zijn verminderd.
Prognose: De wereldwijde markt voor aluminiumoxide in lithium-batterijscheiders zal naar verwachting in 2025 de 12 miljard dollar overschrijden.
2. Lokalisatie van halfgeleiderapparatuur
Te midden van Amerikaanse exportbeperkingen op halfgeleiderapparatuur hebben Chinese bedrijven als Mindray en NAURA hun R&D versneldaluminiumoxide keramieksubstraat etsgereedschappen, waarmee de dominantie van Japan's Shin-Etsu wordt doorbroken. Binnenlandse apparatuur wordt nu als pilot geproduceerd voor de productie van 28nm-chips.
3. Beleids- en industriële samenwerking versterken het ecosysteem
De MIIT-richtlijn voor de ontwikkeling van nieuwe materialen in de industrie vermeldt producten met een hoge zuiverheidaluminiumoxide cramischals een belangrijke prioriteit van het "14e Vijfjarenplan, in aanmerking komend voor een btw-teruggave van 13%.
Het Ministerie van Wetenschap en Technologie heeft meer dan ¥500 miljoen toegewezen aan het nationale R&D-project "High-Performance Alumina-Based Composite Materials" in het kader van het "14e Vijfjarenplan."
4. Groene productie en duurzaamheid
Shandong LuYang Energy heeft "natural gas gradient burner + waste heat recovery" technologie aangenomen, waardoor het energieverbruik van keramische stookkosten is teruggebracht van 3,2 ton standaardkolen/ton naar 1,8 ton, wat de koolstofemissies met 37% heeft verlaagd. De producten komen nu in aanmerking voor EU Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM)-certificering.
Aluminum Corporation of China (Chinalco) heeft een "gerecycledaluminiumoxide keramiekregeneration"-project, met een recyclingpercentage van 92% voor keramiekafval. Geregenereerde alumina (99,5% zuiverheid) wordt nu gebruikt in vuurvaste materialen.
5. Internationale samenwerking en doorbraak van barrières
Het Japanse Kyocera nam het Amerikaanse CeraSet over voor 120 miljoen dollar en verwierf patenten voor keramische microgolfdiëlektrica (εr >100) om de ontwikkeling van 5G-infrastructuur te versnellen.
2. Wereldwijde standaardleiderschap
Door China geleide ISO/TAS 25852-2023: Hoge zuiverheidAlumina KeramiekMaterials werd in juni 2023 gepubliceerd, waarmee een wereldwijde lacune op het gebied van technische normen werd opgevuld en de onderhandelingspositie van China bij internationale aanbestedingen werd versterkt.
Met de opkomende toepassingen in vaste-stofbatterijen, halfgeleiders van de zesde generatie en de commerciële lucht- en ruimtevaart,aluminiumoxide keramiekindustrie zal blijven evolueren richting high-end, intelligente en duurzame ontwikkeling. Tegen 2030 zal de wereldwijde markt naar verwachting de $ 80 miljard overschrijden, waarbij China potentieel 40% van het aandeel in zijn complete industriële keten en innovatiecapaciteiten zal veroveren.
High-alumina keramiek is niet alleen een doorbraak in materiaalkunde, maar ook een hoeksteen van China's strategische opkomende industrieën. Gedreven door technologische vooruitgang en marktvraag, verschuiven Chinese ondernemingen van "volgers" naar "leiders" in de wereldwijde high-end keramische materiaalcompetitie.