先端セラミックス材料の注目ポイントは何ですか？

スマートフォン、液晶テレビ、パソコン、自動車など、さまざまな最先端技術が応用されている製品にはセラミックスも欠かせません。たとえば、スマートフォンに使用される小さな電子部品であるセラミック コンデンサは数百、数千個あります。しかし、このセラミックスは、私たちの生活によくある「セラミックタイル」や「磁器ボウル」ではなく、高精度の技術で作られた高度なセラミックスです。

では、アドバンストセラミックスとは何でしょうか？特徴や用途は何ですか？

先端セラミックスと従来のセラミックスの違い

セラミックス製品は通常のセラミックスとアドバンストセラミックスの2つに分けられますが、アドバンストセラミックスの1つであるニューセラミックス、特殊セラミックス、ファインセラミックス、ハイテクセラミックスなどとも呼ばれ、高純度・超微粒子の人工合成または厳選されたものを指します。無機化合物を原料とし、正確な化学組成、精密な製造技術、構造設計により、航空宇宙、セラミックス、電子情報、生物医学、先端機器の製造などにおいて優れた力学、音、光、熱、電気、生物学的特性を備えています。その他のハイエンドテクノロジーも随所に見られます。

主な違いは次のとおりです。

先端セラミックスの分類と応用

アドバンストセラミックスは構造用セラミックスと機能性セラミックスに分けられます。構造用セラミックスとは、高強度、高硬度、高弾性率、耐高温性、耐摩耗性、耐食性、耐酸化性、耐熱性、耐衝撃性などの特性を備えた工学構造材料として使用できるセラミックスを指します。機能性セラミックスとは、電気的、磁気的、光学的、熱的、化学的、生物学的特性を備え、相互変換機能を有するセラミックスの一種です。先端セラミックスの市場シェアは機能性セラミックスが約7割を占め、残りが構造用セラミックスです。

高度なセラミック部品は次のように適用されます。

1.電子製品

情報産業と電子消費産業の急速な発展に伴い、産業用電子製品と家庭用電子製品は急速な発展傾向を維持し、電子セラミックスの需要は膨大です。電子セラミックスの世界需要は2020年までに400億米ドルを超えると予想されています。電子セラミックスは先端セラミックスの中で最も成熟した技術製品であり、先端セラミックス市場シェアの65%を占めています。主にチップ、コンデンサ、集積回路パッケージ、センサー、絶縁体、強磁性体、圧電セラミックス、半導体、超伝導体などに使用されます。主な材質はチタン酸バリウム、酸化亜鉛、チタンジルコン酸鉛、ニオブ酸リチウム、窒化アルミニウム、二酸化ジルコニア、アルミナなどです。

2. 生体セラミックス

バイオセラミックスとは、人体に直接作用する、または人体に関係するセラミックス素材のことを指します。広義には、生物工学に属するすべてのセラミック材料を総称してバイオセラミックと呼びます。バイオセラミック材料は、人体の病気や損傷した部分を代替し、先天欠損部分の代替として、人体組織の回復に貢献する機能を持たなければなりません。

現在、生物医学材料は、さまざまな国で科学者の研究開発のホットスポットとなっています。国内の生物医学材料および製品の 70% ～ 80% は輸入に依存しており、基本的には模倣品です。中国の生体医用材料の世界市場シェアはわずか2％に過ぎず、製品技術レベルはほとんど初期段階にある。社会人口の高齢化に伴い、中国では2020年までに人工関節80万セット/年、血管ステント160万個/年、眼内レンズが必要となり、バイオセラミック材料の需要が大幅に増加すると予想されている。

バイオセラミックスは、測定、診断、治療に加えて、主に生体硬組織の代替品として使用されており、整形外科、形成外科、口腔外科、心臓血管外科、眼科、耳鼻咽喉科、一般外科などの分野で使用されています。

3. ナノセラミックス

近年、ナノセラミックスが注目を集めています。選択された原材料と二次成形粒子がナノメートルのスケールに達すると、調製科学、セラミックス、セラミック技術、およびセラミック材料の最終的な材料特性に突然変異がもたらされ、セラミック材料のより幅広い用途が開かれるでしょう。

現在、ナノセラミックの製造方法には物理的製造法、気相法、湿式化学法の３種類がある。準備されるナノセラミック粉末は、Al 2 O 3、ZrO 2、SiO 2、Si 2 N、SiC、BaTiO 3、TiO 2 などです。ナノセラミックの開発は、いくつかの新しい急速焼結装置の開発につながりました。真空焼結法、マイクロ波焼結法、プラズマ焼結法などテクノロジー（SPS）。

4. 低膨張セラミックス

熱膨張係数の絶対値が210⁶/℃未満の材料を低膨張材料と呼び、膨張係数がゼロに近い材料を超低膨張材料といいます。低膨張セラミックス、特にゼロ膨張セラミックスまたは負膨張セラミックスは、エンジンの主要部品、航空材料ブレード、ストーブガスケット、回路基板、天体鏡ブランクおよびレドーム、高温観察窓、精密計量およびその他のデバイスとして使用できます。 、キャリアとフィルター、核廃棄物の固定化、シーリング材、その他のハイテク材料。

5. 省エネ・環境保護・新エネルギー分野で活躍する先端セラミックス

急速な経済発展、エネルギー需要の急増、産業廃棄物や家庭廃棄物の大量発生に伴い、省エネと環境保護は国際社会の大きな関心事となっています。ますます深刻化するエネルギー不足と環境悪化に対し、省エネ蓄熱式廃棄物焼却炉（RT0）と製錬業のハニカムセラミックスによる省エネ蓄熱室、熱ガス浄化、水などの先進的、高効率、省エネ、環境保護技術セラミックフィルムと装置による処理、一連のウルトラ/UHVサスペンション磁器絶縁体を備えたUHV AC伝送技術と装置、炭化ケイ素セラミックコンポーネントを使用した蓄熱と熱交換、一連のセラミック製品を備えた太陽光発電産業は、まれな発展の機会を得るでしょう。

6. 航空宇宙用セラミックス

主な用途としては、ヘリコプタ用防弾装甲セラミックス、航空機ブレーキディスク材料、衛星バッテリー用セラミックダイヤフラム材料、赤外線ステルス（迷彩）コーティング、セラミックベアリング、ミサイル用セラミックレドーム材料などが挙げられます。現在、航空宇宙分野での応用研究が主に行われています。ロケットノズルの耐熱材料、宇宙機の断熱タイル、複合エンジニアリングセラミックス材料、宇宙機の観測窓コーティングなど、特に耐光性、耐食性、高融点を備えたセラミックファイバーの研究開発と、高強度。

国内関連産業政策支援

2014年、国家集積回路産業発展推進要綱は、2014～2016年の新たなディスプレイ産業イノベーション発展行動計画通知方針を発表し、集積回路製造企業とディスプレイパネル企業の自主発展を精力的に推進し、上流と下流の産業チェーンを指導する。企業は協力を強化し、サプライチェーンの現地化レベルを包括的に向上させます。

「より厳しい選択とより深刻な結果」の時代、先端セラミックスは新素材の重要な部分として、戦略的新興産業に参入した 主要製品およびサービスのガイダンスディレクトリ 「産業」 4 つのベース 「開発ディレクトリ」 業界の主要なジェネリック技術開発ガイド「産業構造調整ガイダンスの目録である戦略的新興産業分類は、国家新興産業発展計画の重要な部分となっている。先端セラミックスやその他の新素材は、中国の戦略的新興産業の発展と拡大に基礎的な支援能力を提供している。新世代情報技術、ハイエンド機器、新素材、生物学、新エネルギー自動車、新エネルギー、省エネと環境保護、デジタル創造性など。

第14次5カ年計画期間中、中国は先進セラミックスおよびその他の新素材産業技術の開発を国際トップレベルにまで推進し続けた。中華人民共和国の国家経済社会発展のための第 14 次 5 か年計画の概要と 2035 年ビジョンは、2025 年までに主要な新素材の全体的な技術と応用が国際レベルと同期することを提案しています。中級および高級製品の割合が大幅に増加します。主要な材料のレベルと独立したサポート能力が大幅に向上し、主要なショートボード材料の問題が効果的に軽減されます。先端セラミックスは将来的に国家戦略計画の一つとして位置づけられ、今後も強力な政策支援を受け、主要技術分野のブレークスルーを加速し、中国における一種の戦略的新興産業の発展を助けるだろう。

この記事は IACECHINA からの転載です。