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超高温陶瓷在高技术产业前景广阔 现阶段存在技术瓶颈

2021-01-07 17:53      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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超高温陶瓷在高技术产业前景广阔 现阶段存在技术瓶颈

  超高温陶瓷是指可以在2000℃以上条件下使用并能够保持材料物理化学性质稳定的陶瓷材料。超高温陶瓷具有密度小、熔点高、硬度高、热导率高、高温抗氧化性好、高抗热震性好、热膨胀系数适中、热化学稳定性好等优良特性,可应用在火箭、高速飞行器、超音速运载工具等航空航天以及国防军工领域,还可以应用在工业高温熔炼、高温铸造等领域。
 
  超高温陶瓷是国防军工、航空航天相关器械的关键材料,是高技术产业发展所不可或缺的重要材料,全球各国对其发展极为重视,美国、西欧、日本、中国等国家和地区都开展了大量研究工作。20世纪60年代,超高温陶瓷在美国被研发问世,被应用在导弹、航天飞机等领域;我国于20世纪70年代开始进行超高温陶瓷技术研究,在国家政策的支持下,相关研究机构不断增多,研究成果日益丰富。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2020-2024年超高温陶瓷行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,现阶段,在海外市场中,超高温陶瓷研究机构主要有美国航天太空总署、美国空军研究实验室、美国桑迪亚国家实验室、日本国立材料研究所、英国伦敦帝国大学、意大利陶瓷科技研究所等;在中国市场中,超高温陶瓷研究机构主要有哈尔滨工业大学、中科院沈阳分院、西北工业大学、航天科技集团、中科院金属所、清华大学、武汉理工大学等。
 
  超高温陶瓷主要包括超高温碳化物陶瓷、超高温硼化物陶瓷、超高温氮化物陶瓷等。其中,超高温碳化物陶瓷主要有碳化锆、碳化铪、碳化钛等;超高温硼化物陶瓷主要有硼化锆、硼化钽、硼化钛等;超高温氮化物陶瓷主要有氮化锆、氮化铪等。超高温陶瓷制备工艺主要包括热压烧结法、无压烧结法、放电等离子烧结法等。其中,热压烧结法是应用占比较高的制备工艺。
 
  陶瓷是脆性材料,对缺陷敏感度高,而超高温陶瓷在制造过程中极易出现裂纹等缺陷,造成其抗热冲击性下降,实现缺陷控制、提高成品率仍是现阶段超高温陶瓷研究重点。纤维材料韧性好,可以增强超高温陶瓷的韧性,因此连续纤维增韧陶瓷复合材料成为超高温陶瓷研究的主要方向之一。
 
  新思界行业分析人士表示,超高温陶瓷在航空航天、国防军工等高技术产业中具有不可或缺的重要作用,可以在一定程度上体现一个国家高精尖材料的研发能力,全球各主要经济体在此领域的研究不断深入。但现阶段,超高温陶瓷仍存在技术瓶颈,脆性大等缺陷限制了其应用范围,未来,在原材料选择以及烧结工艺等方面,超高温陶瓷行业还有较大进步空间。
 
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