晶须材料是指自然形成或在人工控制条件下以单晶形式生长成的形态类似于纤维的须状材料,晶须形态在自然界中较少见,人工控制生长是晶须材料主要生长方式。
晶须材料分为有机晶须材料(如纤维素晶须、聚4-羟基苯甲酯晶须等)、无机晶须材料两大类,其中无机晶须材料又分为非金属晶须材料、金属晶须材料两大类。经过多年积累,目前已有百余种晶须材料被开发出来,工业上应用较多的晶须材料包括碳化硅晶须、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、氧化铝晶须、氧化锌晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须等。
晶须材料为针状或毛发状结晶物质,通常具有直径小、原子排列高度有序、机械强度高、耐腐蚀、耐高温、电绝缘等特点。根据新思界产业研究中心发布的《
2025-2030年中国晶须材料行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,晶须材料常作为金属基、陶瓷基、聚合物基等改性增强材料,制造质轻高强的结构件,在航天航空、工程机械、汽车制造、电子电器、建材、轨道交通等领域应用广泛。
晶须材料种类多样,不同材料制备方法不一,如碳酸钙晶须制备方法包括尿素水解法、碳化法、复分解反应法、碳酸氢钙加热分解法等,碳化硅晶须生产方法分为气相反应、固体反应两大类,氧化锌晶须制备方法包括超声溶胶法、低温水热法、碱溶转化法等。
碳化硅晶须是一种无机晶须材料,具有高度各向异性、内部结构缺陷极少、原子高度有序等特点,独特的结构赋予了其优异的性能,因此碳化硅晶须又被称为晶须之王。碳化硅晶须分为α型(六方和菱方结构)、β型(面心立方结构)两种,其中β型碳化硅晶须综合性能更好,商业化水平更高。全球碳化硅晶须相关企业主要有日本Tateho、美国ACMC、沈阳金属所等。
氧化锌晶须是一种先进的含锌材料,其附加值高于金属锌和普通氧化锌,可用于制造结构功能一体化材料、精密器材等。但由于制备效率低、原料利用率低,氧化锌晶须产业化发展受到一定限制。我国氧化锌晶须相关企业有成都天佑晶创科技有限公司、兰州助剂厂有限责任公司等。
新思界
行业分析人士表示,晶须材料类型多样,用途广泛,可用作改性增强材料、摩擦材料、医学材料、抗菌材料等,在航天、汽车、电子、医疗等领域已得到广泛应用。目前晶须材料以人工控制生长为主,生长机理研究尚不完善,为提高晶须材料生产效率、扩宽其应用范围,晶须材料制备技术有待进一步优化。
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