我國氮化硅基陶瓷行業(yè)市場運行態(tài)勢如何?由于氮化硅是鍵強高的共價化合物,并在空氣中能形成氧化物保護膜,所以還具有良好的化學穩(wěn)定性,1200℃以下不被氧化,1200~1600℃生成保護膜可防止進一步氧化,并且不被鋁、鉛、錫、銀、黃銅、鎳等很多種熔融金屬或合金所浸潤或腐蝕,但能被鎂、鎳鉻合金、不銹鋼等熔液所腐蝕。氮化硅陶瓷材料可用于高溫工程的部件,冶金工業(yè)等方面的高級耐火材料,化工工業(yè)中抗腐蝕部件和密封部件,機械加工工業(yè)的刀具和刃具等。
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在化學工業(yè),氮化硅陶瓷用作耐磨、耐蝕部件。如球閥、泵體、燃燒汽化器、過濾器等。在治金工業(yè),由于氮化硅陶瓷耐高溫,摩擦系數(shù)小,具有自潤滑性。對多數(shù)金屬、合金溶液穩(wěn)定,因此,可制作金屬材料加工的工模具,如撥菅芯棒、擠壓、撥絲模具,軋輥、傳送輥、發(fā)熱體夾具、熱偶套營、金屬熱處理支承件、坩堝,鋁液導(dǎo)營、鋁包內(nèi)襯等。氮化硅陶資材料在電子、軍事和核工業(yè)方面也有廣泛應(yīng)用。
燒結(jié)氮化硅的主要應(yīng)用之一是在汽車工業(yè)中作為發(fā)動機零件的材料。這些包括,在柴油發(fā)動機中,用于更快啟動的電熱塞;預(yù)燃室可實現(xiàn)更低的排放、更快的啟動和更低的噪音;渦輪增壓器可減少發(fā)動機滯后和排放。在火花點火發(fā)動機中,氮化硅用于降低磨損的搖臂墊,用于降低慣性和減少發(fā)動機滯后的渦輪增壓器渦輪,以及用于增加加速的廢氣控制閥。作為生產(chǎn)水平的例子,估計每年生產(chǎn)超過 300,000 臺燒結(jié)氮化硅渦輪增壓器。
根據(jù)中研普華研究院報告《2019-2025年中國氮化硅基陶瓷行業(yè)市場運行形勢分析及發(fā)展趨勢預(yù)測研究報告》顯示:
氮化硅陶瓷是一種燒結(jié)時不收縮的無機材料。氮化硅的強度很高,尤其是熱壓氮化硅,是世界上最堅硬的物質(zhì)之一。它是用硅粉作原料,先用通常成型的方法做成所需的形狀,在氮氣中及1200℃的高溫下進行初步氮化,使其中一部分硅粉與氮反應(yīng)生成氮化硅,這時整個坯體已經(jīng)具有一定的強度。然后在1350℃~1450℃的高溫爐中進行第二次氮化,反應(yīng)成氮化硅。用熱壓燒結(jié)法可制得達到理論密度99%的氮化硅。
氮化硅陶瓷基板(白板)由于在導(dǎo)熱性、強度、斷裂韌性、絕緣性、抗熱震性、熱膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體材料匹配性好等性能上相比于其他基板材料,有著更優(yōu)越的綜合性能,是大功率電子元器件散熱基板材料的絕佳之選,目前已經(jīng)在高鐵、電動汽車的電控系統(tǒng)中得到實際應(yīng)用。
氮化硅在 19 世紀中葉被發(fā)現(xiàn),但由于其共價鍵的性質(zhì),使其不易制造。氮化硅陶瓷是一種具有高強度、斷裂韌性、硬度、耐磨性和良好的化學和熱穩(wěn)定性的先進工程陶瓷。氮化硅是一種多晶復(fù)合材料,由嵌入無定形或部分結(jié)晶玻璃相基質(zhì)中的氮化硅晶粒(單晶)組成。它們的性質(zhì)不僅取決于氮化硅單晶的固有性質(zhì),而且在很大程度上取決于氮化硅晶粒的尺寸和形態(tài),以及氮化硅晶界處玻璃相的體積分數(shù)和化學性質(zhì)。Si 3 N 4具有出色的機械、熱和物理化學特性,可用于傳統(tǒng)和高度創(chuàng)新的解決方案。Si 3 N 4重量輕、抗彎強度高、耐磨性好,以及能夠承受最惡劣的環(huán)境,使 Si 3 N 4成為不銹鋼、碳化鎢、氧化物基等傳統(tǒng)材料的可靠替代品,有時甚至是唯一的替代品陶瓷。
中國Si3N4氮化硅陶瓷基板(白板)市場現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢
Si3N4氮化硅陶瓷基板(白板)(Bare Silicon Nitride (Si3N4) Ceramic Substrates)核心廠商包括電化Denka、日立、東芝材料和丸和等,前四大廠商占有全球超過90%的份額。日本是全球最大的Si3N4氮化硅陶瓷基板(白板)生產(chǎn)地區(qū),占有超過90%的市場份額,之后是中國。按產(chǎn)品類型拆分,0.32mm SiN 基板是最大的細分市場,市場份額接近90%,最大的應(yīng)用市場是汽車。
2021年全球Si3N4氮化硅陶瓷基板(白板)市場銷售額達到了0.3億美元,預(yù)計2028年將達到3.7億美元,年復(fù)合增長率(CAGR)為40.4%(2022-2028)。地區(qū)層面來看,中國市場在過去幾年變化較快。
隨著氮化硅基陶瓷行業(yè)競爭的不斷加劇,大型企業(yè)間并購整合與資本運作日趨頻繁,國內(nèi)外優(yōu)秀的氮化硅基陶瓷企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的分析研究,特別是對當前市場環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究,以期提前占領(lǐng)市場,取得先發(fā)優(yōu)勢。中研普華利用多種獨創(chuàng)的信息處理技術(shù),對氮化硅基陶瓷行業(yè)市場海量的數(shù)據(jù)進行采集、整理、加工、分析、傳遞,最大限度地降低客戶投資風險與經(jīng)營成本,把握投資機遇,提高企業(yè)競爭力。
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