聚合物衍生陶瓷又稱聚合物先驅體陶瓷、有機前驅體轉化陶瓷,簡稱PDC或PDCs,是通過化學合成方法制得聚合物先驅體,經成型后,再通過高溫熱解(>1000℃)聚合物先驅體得到的一種新型陶瓷材料。
聚合物先驅體是聚合物衍生陶瓷的關鍵原料,其中聚碳硅烷、聚硅氮烷、聚硼硅氮烷等硅基陶瓷先驅體具有常溫下化學性質穩定、運輸儲存便捷等優勢,應用較廣泛。通過熱解不同的聚合物先驅體,可以得到不同的聚合物衍生陶瓷。
聚合物衍生陶瓷通常由無定型基體相、自由碳相組成,根據組成不同,聚合物衍生陶瓷分為二元體系(如SiC、BN)、三元體系(如SiCN、SiOC)、四元體系(如SiAlCN、SiBCN)、五元體系(如SiAlBCN)等。
相較于傳統陶瓷材料,聚合物衍生陶瓷在成型方式、物理性能、制成溫度等方面具有明顯優勢,在成型方式方面,聚合物衍生陶瓷可以采用鑄造成型、注射成型、壓力成型、3D打印、光刻、紡絲、噴涂、流延、浸漬等多種工藝技術。
聚合物衍生陶瓷具有良好的可加工性、極強的可設計性、優異的高溫熱穩定性和耐腐蝕性,可以制成陶瓷基復合材料、功能涂料、特種膠黏劑、特種纖維等,在家電、生物醫學、汽車、能量存儲、工業裝備、航空航天、通訊網絡、海上風電等領域具有廣闊應用前景。
根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2030年中國聚合物衍生陶瓷(PDCs)行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,聚合物衍生陶瓷是全球各國關注的焦點材料之一,近年來,我國聚合物衍生陶瓷研究取得了長足進步,研發單位包括鄭州大學、山東大學、廣州大學、中國科學院寧波材料所等。
在產業化方面,我國聚合物衍生陶瓷相關企業包括杭州元瓷高新材料科技有限公司(元瓷科技)、中瓷銀科(連云港)新技術科研有限公司等。元瓷科技可提供超高分子量聚合物衍生陶瓷,在聚合物衍生陶瓷領域已實現了產業化,基于聚合物衍生陶瓷開發的產品也已實現商業化應用。
新思界
行業分析人士表示,近年來,全球各國對先進陶瓷產業化發展愈加重視,聚合物衍生陶瓷作為新型陶瓷材料,技術和產業化發展迅速。聚合物衍生陶瓷應用空間廣闊,目前我國在聚合物衍生陶瓷長期穩定性、規模化生產能力、高性能產品開發能力等方面與國際先進水平還存在一定差距,未來行業有待進一步發展。
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