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氧化锆的发展现状与前景分析

所属分类:常见问题 点击次数:1234 添加时间:2019-07-01

      氧化锆(ZrO2)是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损和低热膨胀系数的无机非金属材料,具有卓越的耐热、绝热性能。而其中,纳米复合氧化锆由于具有高强度、耐高温、耐磨、绝热绝缘、高介电常数等卓越的性能,被广泛地应用于义齿、氧传感器、电子消费品等功能材料领域,以及特种刀具等结构材料领域。


纳米复合氧化锆的应用

用途
 采用纳米复合氧化锆理由
需求情况
齿科材料
产品韧性好,生物相容性好,外观与真牙十分接近
取决于普及程度
氧传感器
氧化锆薄膜可测定两边氧分压,控制空气/油混合比例
1000-2000 吨/年
人工环节
生物相容性好,是临床良好的人工材料
人口基数决定
光纤连接器
用作连接器的陶瓷括芯及套筒
 1700 吨/年左右
特种刀具
 强度高,韧性好,一般采用部分稳定氧化锆相变时产生的微裂纹来增韧
预计超过 6000 吨/年
新能源材料
可用于电解质及正负极的掺杂材料
引入阶段,前景广阔
电子数码产品
耐磨、手感好、可实现无线充电和指纹识别,可用于数码产品背板
取决于应用范围加速和渗透率


     氧化锆陶瓷兼具金属和塑料优势,将成为手机背板材料的新选择。 传统的手机背板材料中,塑料的各方面性能最差,但因为其成本低廉,所以在中低端手机中广泛应用。金属和玻璃材料各有所长:金属具有独特的金属质感,散热性能好,坚固不易碎;玻璃材料相对于金属材料,具有外形差异化且无信号屏蔽的优势,有助于实现手机无线充电和NFC技术。陶瓷材料结合了玻璃的外形差异化、无信号屏蔽、硬度高等性能优势,同时拥有接近于金属材料的优异散热性,正在逐渐渗透到中高端智能手机的后壳领域中。


氧化锆陶瓷兼顾金属和玻璃材料优势
材料
美观度
着色能力
散热性能
电磁屏蔽
耐磨
脆性
成本
塑料
较好
无屏蔽
最低
玻璃
较好
较好
无屏蔽
易碎
中等
金属
较差
有屏蔽
较好
较好
较高
氧化锆陶瓷
较好
较好
无屏蔽
最好
较好
最高

      陶瓷背板市场认可度不断提升,需求有望快速跟随放量。 金立手机于2014年1月首次推出以氧化锆陶瓷作为背板材料的智能手机—天鉴W808,此后华为、小米等手机厂商也相继推出了该类型手机,逐渐使得氧化锆陶瓷手机背板被大众知晓;而2017年4月小米6发布并将采用氧化锆陶瓷机身,进一步助长了市场热情。 美国苹果公司亦分别于06年和13年提交了氧化锆外壳领域的专利申请, 预计未来将会有越来越多使用陶瓷或玻璃后盖的手机上市,氧化锆陶瓷背板的需求也有望迎来高速增长。随着氧化锆生产成本的降低,陶瓷背板渗透率将逐渐提升。 目前,受制于成本和产能的限制,氧化锆在手机背板材料中的渗透率较低。截止2016年,手机背板中氧化锆陶瓷材料渗透率仅1%左右。而随着行业发展,生产工艺完善,良品率提升,氧化锆陶瓷背板的成本将不断降低,市场渗透率也会随之增长。氧化锆在手机背板领域存在百亿级市场规模。2017年全球手机出货量达到14.72亿部, 较2016年小幅度增长, 预计未来5年全球手机市场出货量将保持稳定。目前,每块氧化锆背板中,原料氧化锆成本占比35%左右,而每块背板的成本在150-200元/块,保守估计2021年市场渗透率达到10%,则市场空间将达到90亿元(注: 市场空间=手机销量×市场渗透率×原料成本)。未来随着5G或4.5G技术商业化应用, 凭借陶瓷材料优异的特性, 其渗透率将进一步提升。


      氧化锆材料广泛应用于牙齿修复。 氧化锆陶瓷相较于其他齿科材料具有性能优势。 牙科修复的材料主要有:树脂、普通合金(镍铬等)、贵金属合金(金铂等)和陶瓷(氧化锆和氧化铝等)。从美观性、 生物学性能、 稳定性、 机械性能以及成本这五个维度来考虑,氧化锆陶瓷类材料相对于其它材料具有优势显著。


材料
美观性
生物学性能
稳定性
机械性能
 成本
普通合金
较差
较差
较好
较好
最低
贵金属合金
 较差
最好
较好
较好
较高
树脂
较好
较好
 较差
 较差
较低
其它陶瓷
较好
较好
较好
 较差
 较高
氧化锆
最好
较好
最好
 较好
最高



      老龄化、消费升级等助推氧化锆在义齿领域的发展。全球2020年假牙市场有望达到188亿美元。 国内假牙市场销量也有望保持稳步增长, 2015年我国义齿消费规模为57亿元, 在人口老龄化趋势下, 预计2020年国内市场规模达73亿元。预计2020年氧化锆义齿市场空间达20亿元以上。 成本较高制约氧化锆的市场渗透率,而随着国民收入水平不断提高,叠加氧化锆齿科材料生产工艺和技术的发展,生产成本的降低,未来氧化锆义齿占比将不断提升, 市场规模将由2015年的15亿增长至2020年20亿元。


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