De laatste jaren is er sprake van een hoge-aluminiumoxide keramiek(Al₂O₃-gehalte ≥ 99%) zijn uitgegroeid tot een kernmateriaal in hoogwaardige sectoren zoals nieuwe energie, lucht- en ruimtevaart en elektronische halfgeleiders, dankzij hun superieure hittebestendigheid, slijtvastheid, elektrische isolatie en chemische stabiliteit. Gedreven door wereldwijde industriële modernisering en strengere milieuregels, maakt de industrie een snelle groei door. Hieronder vatten we de nieuwste 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 nauwkeurig 3D-printproces voor aluminiumoxidekeramiek. Door de lasersinterparameters te optimaliseren, werd de efficiëntie bij het vormen van complexe structuren met 40% verhoogd en de kosten met 30% verlaagd. Deze technologie is toegepast in de voeringen van straalbuizen van lucht- en ruimtevaartmotoren en in medische botimplantaten.
Casestudy: Hunan Hualian Ceramics ontwikkelde in samenwerking met het Duitse EOS op maat gemaakte prothesebases van aluminiumoxidekeramiek met een precisie van micrometers.
Universiteiten en bedrijven hebben gezamenlijk "alumina + siliciumcarbide (SiC)" nanocomposietkeramiek ontwikkeld, met een buigsterkte van meer dan 1500 MPa – twee keer zo hoog als die van traditionele materialen. Deze materialen worden gebruikt in filters voor 5G-basisstations 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 de 3,86 miljoen eenheden heeft bereikt, is de vraag naar separatoren met een hoge zuiverheidsgraad en aluminiumoxidecoating sterk toegenomen. Bedrijven zoals Tianshi Materials en Xinchuang hebben composietseparatoren met een keramische coating van "alumina en polyolefin" geïntroduceerd, waardoor het risico op thermische ontlading van de batterij met 40% is 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 zoals Mindray en NAURA hun onderzoek en ontwikkeling naar etsapparatuur voor keramische substraten met aluminiumoxide versneld, waarmee ze de dominantie van Japan, Shin-Etsu, hebben doorbroken. Binnenlandse apparatuur wordt nu als pilot geproduceerd voor de productie van 28nm-chips.
3. Beleids- en industriële samenwerking versterken het ecosysteem
In de richtlijnen van het MIIT voor de ontwikkeling van de nieuwe materialenindustrie wordt aluminiumoxide met een hoge zuiverheidsgraad genoemd als een belangrijke prioriteit van het 14e vijfjarenplan, dat in aanmerking komt 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 implementeerde "aardgasgradiëntverbranding + restwarmteterugwinning, waardoor het energieverbruik van keramische stookinstallaties daalde van 3,2 ton standaardkolen per ton naar 1,8 ton, wat de CO2-uitstoot met 37% verlaagde. De producten komen nu in aanmerking voor certificering volgens het EU Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM).
Aluminum Corporation of China (Chinalco) lanceerde een "-project voor de regeneratie van gerecycled aluminiumoxidekeramiek, waarmee een recyclingpercentage van 92% voor keramiekafval werd behaald. Geregenereerd aluminiumoxide (99,5% zuiverheid) wordt nu gebruikt in vuurvaste materialen.
5. Internationale samenwerking en het doorbreken van barrières
Het Japanse Kyocera nam het Amerikaanse CeraSet over voor 120 miljoen dollar en verkreeg daarmee patenten op keramische microgolfdiëlektrica (εr >100) om de ontwikkeling van 5G-infrastructuur te versnellen.
2. Wereldwijd standaardleiderschap
In juni 2023 werd de door China geleide ISO/TAS 25852-2023: High-Purity Alumina Ceramic Materials gepubliceerd. Daarmee werd een wereldwijde lacune in de technische normen opgevuld en werd de onderhandelingspositie van China bij internationale aanbestedingen versterkt.
Met opkomende toepassingen in vaste-stofbatterijen, halfgeleiders van de zesde generatie en de commerciële lucht- en ruimtevaart, zal de keramische industrie met een hoog aluminiumgehalte zich blijven ontwikkelen richting hoogwaardige, intelligente en duurzame ontwikkeling. Tegen 2030 zal de wereldwijde markt naar verwachting de $ 80 miljard overschrijden, waarbij China potentieel 40% van het marktaandeel in de volledige industriële keten en innovatiecapaciteiten zal veroveren.
Keramiek met een hoog aluminiumgehalte is niet alleen een doorbraak in de 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 concurrentiestrijd om hoogwaardige keramische materialen.
