В последние годы высоко-керамика из оксида алюминия(содержание Эл₂O₃ ≥99%) стали основным материалом в таких высокотехнологичных областях, как новая энергетика, аэрокосмическая промышленность и электронные полупроводники, благодаря своей превосходной термостойкости, износостойкости, электроизоляционным свойствам и химической стабильности. Благодаря глобальной модернизации промышленности и ужесточению экологических норм, эта отрасль переживает стремительный рост. Ниже мы кратко изложим последние тенденции по четырём направлениям: технологические инновации, рыночный спрос, политическая поддержка и международное сотрудничество.
1. Технологические инновации ускоряют модернизацию промышленности
В 2023 году Шанхайский институт керамики Китайской академии наук разработал высокоточную технологию 3D-печати алюмооксидной керамики. Оптимизация параметров лазерного спекания позволила повысить эффективность формирования сложных структур на 40% и снизить затраты на 30%. Эта технология применяется при изготовлении сопел авиакосмических двигателей и медицинских костных имплантатов.
Пример из практики: Компания Хунань Хуалянь Керамика в сотрудничестве с немецкой компанией ЭОС разработала индивидуальные основы зубных протезов из оксида алюминия с точностью до микрометра.
Университеты и предприятия совместно разработали нанокомпозитную керамику на основе дддхххаллумина и карбида кремния (SiC), прочность на изгиб которой превышает 1500 МПа — вдвое больше, чем у традиционных материалов. Она используется в фильтрах базовых станций 5G и инструментах для резки полупроводниковых пластин.
Данные: По данным журнала Передовой Керамика, мировой рынок нанокомпозитного оксида алюминия в 2023 году достиг 2,8 млрд долларов, а годовой темп роста превысил 15%.
2. Новые источники энергии и электроника стимулируют расширение рынка
В связи с тем, что в 2023 году продажи электромобилей в Китае достигли 3,86 млн единиц, резко возрос спрос на сепараторы с покрытием из высокочистого оксида алюминия. Такие компании, как Тяньши Материалы и Синьчуан, представили композитные сепараторы на основе керамического покрытия из алюминиевого сплава (дддхххаллумина) и полиолефина (дддххх), которые снижают риск теплового разгона аккумулятора на 40%.
Прогноз: Ожидается, что к 2025 году объем мирового рынка глинозема для сепараторов литиевых аккумуляторов превысит 12 миллиардов долларов.
2. Локализация полупроводникового оборудования
На фоне ограничений США на экспорт полупроводникового оборудования китайские компании, такие как Миндрей и НАУРА, ускорили НИОКР по созданию инструментов для травления алюмооксидных керамических подложек, покончив с доминированием японской компании Шин-Эцу. В настоящее время отечественное оборудование для производства 28-нм микросхем находится в опытно-промышленном производстве.
3. Политика и промышленное сотрудничество укрепляют экосистему
В Руководстве МИИТ по развитию промышленности новых материалов высокочистый глинозем указан как ключевой приоритет 14-й пятилетней программы, дающий право на возмещение налога на добавленную стоимость в размере 13%.
Министерство науки и технологий выделило более 500 миллионов иен на национальный проект НИОКР «Высокоэффективные композиционные материалы на основе оксида алюминия» в рамках своего 14-го пятилетнего плана.
4. Экологичное производство и устойчивое развитие
Компания Шаньдун ЛуЯнг Энергия внедрила технологию градиентного сжигания природного газа с рекуперацией отходящего тепла, что позволило снизить расход энергии на обжиг керамики с 3,2 тонн условного угля на тонну до 1,8 тонны, что привело к сокращению выбросов углерода на 37%. Теперь её продукция соответствует требованиям Механизма регулирования выбросов углерода ЕС (CBAM).
Китайская алюминиевая корпорация (Chinalco) запустила проект по регенерации керамики из переработанного глинозема, достигнув уровня переработки керамического лома 92%. Регенерированный глинозем (чистота 99,5%) теперь используется в огнеупорных материалах.
5. Международное сотрудничество и преодоление барьеров
Японская Киосера приобрела американскую компанию CeraSet за 120 миллионов долларов, получив патенты на микроволновую диэлектрическую керамику (εr ссшшш100) для ускорения разработки инфраструктуры 5G.
2. Лидерство в области глобальных стандартов
В июне 2023 года был опубликован подготовленный Китаем стандарт ИСО/ТАС 25852-2023: Керамические материалы на основе высокочистого оксида алюминия, который заполняет пробел в глобальных технических стандартах и укрепляет переговорные позиции Китая в международных закупках.
Благодаря новым областям применения в твердотельных аккумуляторах, полупроводниках шестого поколения и коммерческой аэрокосмической отрасли, отрасль производства высокоглиноземистой керамики продолжит двигаться в сторону высокотехнологичного, интеллектуального и устойчивого развития. Ожидается, что к 2030 году объём мирового рынка превысит 80 миллиардов долларов, при этом Китай, благодаря своей полной производственной цепочке и инновационному потенциалу, потенциально сможет занять 40% рынка.
Высокоглиноземистая керамика — это не только прорыв в материаловедении, но и краеугольный камень стратегически развивающихся отраслей Китая. Под влиянием технологического прогресса и рыночного спроса китайские предприятия переходят из категории последователей в категорию лидеров в мировой конкуренции на рынке высококачественных керамических материалов.
