鋯-硼化合物包括一硼化鋯、二硼化鋯、三硼化鋯等,其中,二硼化鋯(ZrB2)適應溫度范圍寬,性質更為穩定,是工業上主要應用的鋯-硼化合物類型,一般情況下,硼化鋯陶瓷即指二硼化鋯陶瓷。硼化鋯陶瓷是一種硼化物陶瓷,屬于先進結構陶瓷,具有質量較輕、硬度高、強度高、耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、導熱性好、導電性優等特點。
硼化鋯制備方法主要有鋯硼元素直接合成法、碳熱還原法、硼熱還原法、氣相沉積法、溶膠-凝膠法等。其中,碳熱還原法適合工業化生產,工藝流程簡單,產量大,是以二氧化鋯、碳化四硼、氧化硼、炭黑/石墨為主要原料,在高溫條件下反應合成二硼化鋯粉末,但產物粒徑大、雜質含量高。制得硼化鋯粉末后,再經燒結即可得到硼化鋯陶瓷,燒結方法主要有無壓燒結法、熱壓燒結法、高溫自蔓延燒結法、放電等離子燒結法等。
根據新思界產業研究中心發布的
《2021-2025年硼化鋯陶瓷行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,硼化鋯陶瓷可作為耐火材料、耐熱材料、耐磨材料、電極材料、熱電偶材料等使用,可用來制造高溫熱電偶保護套管、金屬熱電偶電極、高溫發熱元件、軸承、切削工具、坩堝、火箭噴管、渦輪葉片等產品,被廣泛應用在電子、冶金、機床、機械、航空航天、軍工以及實驗室等領域。
硼化鋯粉末是生產硼化鋯陶瓷的原料,現階段我國具備生產能力,但產能主要集中在中低端領域,超高溫硼化鋯粉末等高端原材料需求依賴進口,主要自德國H.C.Starck等公司進口。在國際政治、經濟形勢多變背景下,關鍵原材料依靠進口,價格高且供貨不穩定,下游硼化鋯陶瓷行業發展受制于人,風險大且不具備核心競爭力,無法進一步提高行業在國際市場中的競爭實力,因此硼化鋯粉末自主生產勢在必行。
新思界
行業分析人士表示,我國“十四五”國家重點研發計劃“先進結構與復合材料”重點專項中提出,面向冶金產業提升的發展需求,開發高品質高溫合金制備用結構陶瓷材料、冶金領域用高效節能硼化鋯陶瓷電極、薄帶連鑄用結構功能一體化陶瓷材料的規模化生產工藝。在國家政策推動下,我國硼化鋯陶瓷生產技術、生產規模將不斷提升,硼化鋯粉末作為關鍵原材料有望實現自主生產,硼化鋯陶瓷行業發展前景良好。