塑性陶瓷,指在室溫條件下能夠發(fā)生顯著塑性變形而不破裂的先進(jìn)陶瓷材料。塑性陶瓷具備耐高溫、強(qiáng)度高、可加工性好、密度低等優(yōu)勢(shì),在航空航天、先進(jìn)制造以及能源化工等領(lǐng)域擁有潛在應(yīng)用價(jià)值。
塑性陶瓷通常以多晶陶瓷為基材制成,包括氮化硅(Si3N4)、氧化鋁(Al2O3)、釓鋁酸鹽(GdAlO3)、氮化硼(BN)等。氮化硅陶瓷可基于相變滑移實(shí)現(xiàn)塑性變形,其壓縮強(qiáng)度為高強(qiáng)度鋼的5倍。氮化硅制備方法包括熱分解法、溶膠-凝膠法、硅粉直接氮化法以及化學(xué)氣相沉積法等。受益于技術(shù)成熟度提升,我國(guó)氮化硅產(chǎn)量有所增長(zhǎng),這將為塑性陶瓷行業(yè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《
2025-2030年中國(guó)塑性陶瓷行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示,塑性陶瓷克服了傳統(tǒng)陶瓷存在的脆性問題,適用于高溫環(huán)境中。在航空航天領(lǐng)域,塑性陶瓷具備輕量化、耐高溫等優(yōu)勢(shì),可用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等熱端部件。近年來(lái),隨著技術(shù)進(jìn)步以及應(yīng)用需求增長(zhǎng),我國(guó)航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度不斷加快。2025年6月4日,我國(guó)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919執(zhí)飛廣州—南陽(yáng)航線,首次完成支線機(jī)場(chǎng)商業(yè)化航行。在此背景下,塑性陶瓷行業(yè)發(fā)展將迎來(lái)機(jī)遇。
全球已布局塑性陶瓷行業(yè)研發(fā)賽道的企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)包括美國(guó)普渡大學(xué)、美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校、德國(guó)薩爾大學(xué)、日本國(guó)立材料研究所、日本宇部興產(chǎn)株式會(huì)社等。在本土方面,與海外發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)塑性陶瓷行業(yè)起步較晚,但發(fā)展勢(shì)頭迅猛,已有多家科研機(jī)構(gòu)在其增韌和增塑方面取得新突破。
2024年6月,北京科技大學(xué)新金屬材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳克新研究員團(tuán)隊(duì)與北京工業(yè)大學(xué)、甬江實(shí)驗(yàn)室以及香港大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)合作,基于“借位錯(cuò)”策略,通過在金屬和陶瓷之間設(shè)計(jì)共格界面,成功實(shí)現(xiàn)陶瓷室溫大變形拉伸塑性。未來(lái)伴隨研究深入,我國(guó)塑性陶瓷行業(yè)發(fā)展速度將不斷加快。
新思界
行業(yè)分析人士表示,塑性陶瓷作為一種先進(jìn)陶瓷材料,性能優(yōu)異,在航空航天領(lǐng)域擁有巨大應(yīng)用潛力。未來(lái)伴隨我國(guó)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)行業(yè)景氣度提升,塑性陶瓷市場(chǎng)需求有望增長(zhǎng)。目前,我國(guó)企業(yè)及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)正在加大對(duì)于塑性陶瓷的研究,未來(lái)隨著技術(shù)成熟度提升,其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望加快。
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