納米復合氧化鋯性能優(yōu)越,廣泛應用于特種陶瓷領(lǐng)域。 氧化鋯(ZrO2)是一種耐高溫、耐腐蝕、耐磨損和低熱膨脹系數的無(wú)機非金屬材料,具有優(yōu)越的耐熱、絕熱性能。而其中,納米復合氧化鋯由于具有高強度、耐高溫、耐磨、絕熱絕緣、高介電常數等優(yōu)越的性能,被廣泛地應用于義齒、氧傳感器、電子消費品等功能材料領(lǐng)域,以及特種刀具等結構材料領(lǐng)域。
納米復合氧化鋯的應用
用途 | 采用納米復合氧化鋯理由 | 需求情況 |
齒科材料 | 產(chǎn)品韌性好,生物相容性好,外觀(guān)與真牙十分接近 | 取決于普及程度 |
氧傳感器 | 氧化鋯薄膜可測定兩邊氧分壓,控制空氣/油混合比例 | 1000-2000 噸/年 |
人工環(huán)節 | 生物相容性好,是臨床良好的人工材料 | 人口基數決定 |
光纖連接器 | 用作連接器的陶瓷括芯及套筒 | 1700 噸/年左右 |
特種刀具 | 強度高,韌性好,一般采用部分穩定氧化鋯相變時(shí)產(chǎn)生的微裂紋來(lái)增韌 | 預計超過(guò) 6000 噸/年 |
新能源材料 | 可用于電解質(zhì)及正負極的摻雜材料 | 引入階段,前景廣闊 |
電子數碼產(chǎn)品 | 耐磨、手感好、可實(shí)現無(wú)線(xiàn)充電和指紋識別,可用于數碼產(chǎn)品背板 | 取決于應用范圍加速和滲透率 |
二)手機背板領(lǐng)域:氧化鋯或迎來(lái)百億新需求
氧化鋯陶瓷兼具金屬和塑料優(yōu)勢,將成為手機背板材料的新選擇。 傳統的手機背板材料中,塑料的各方面性能較差,但因為其成本低廉,所以在中低端手機中廣泛應用。金屬和玻璃材料各有所長(cháng):金屬具有獨特的金屬質(zhì)感,散熱性能好,堅固不易碎;玻璃材料相對于金屬材料,具有外形差異化且無(wú)信號屏蔽的優(yōu)勢,有助于實(shí)現手機無(wú)線(xiàn)充電和NFC技術(shù)。陶瓷材料結合了玻璃的外形差異化、無(wú)信號屏蔽、硬度高等性能優(yōu)勢,同時(shí)擁有接近于金屬材料的優(yōu)異散熱性,正在逐漸滲透到中高端智能手機的后殼領(lǐng)域中。
氧化鋯陶瓷兼顧金屬和玻璃材料優(yōu)勢
材料 | 美觀(guān)度 | 著(zhù)色能力 | 散熱性能 | 電磁屏蔽 | 耐磨 | 脆性 | 成本 |
塑料 | 差 | 較好 | 差 | 無(wú)屏蔽 | 差 | 好 | 最低 |
玻璃 | 較好 | 差 | 較好 | 無(wú)屏蔽 | 好 | 易碎 | 中等 |
金屬 | 好 | 較差 | 好 | 有屏蔽 | 較好 | 較好 | 較高 |
氧化鋯陶瓷 | 好 | 較好 | 較好 | 無(wú)屏蔽 | 最好 | 較好 | 最高 |
數據來(lái)源:公開(kāi)資料整理
陶瓷背板市場(chǎng)認可度不斷提升,需求有望快速跟隨放量。 金立手機于2014年1月次推出以氧化鋯陶瓷作為背板材料的智能手機—天鑒W808,此后華為、小米等手機廠(chǎng)商也相繼推出了該類(lèi)型手機,逐漸使得氧化鋯陶瓷手機背板被大眾知曉;而2017年4月小米6發(fā)布并將采用氧化鋯陶瓷機身,進(jìn)一步助長(cháng)了市場(chǎng)熱情。 美國蘋(píng)果公司亦分別于06年和13年提交了氧化鋯外殼領(lǐng)域的專(zhuān)利申請, 預計未來(lái)將會(huì )有越來(lái)越多使用陶瓷或玻璃后蓋的手機上市,氧化鋯陶瓷背板的需求也有望迎來(lái)高速增長(cháng)。隨著(zhù)氧化鋯生產(chǎn)成本的降低,陶瓷背板滲透率將逐漸提升。 目前,受制于成本和產(chǎn)能的限制,氧化鋯在手機背板材料中的滲透率較低。截止2016年,手機背板中氧化鋯陶瓷材料滲透率僅1%左右。而隨著(zhù)行業(yè)發(fā)展,生產(chǎn)工藝完善,良品率提升,氧化鋯陶瓷背板的成本將不斷降低,市場(chǎng)滲透率也會(huì )隨之增長(cháng)。氧化鋯在手機背板領(lǐng)域存在百億級市場(chǎng)規模。2017年全球手機出貨量達到14.72億部, 較2016年小幅度增長(cháng), 預計未來(lái)5年全球手機市場(chǎng)出貨量將保持穩定。目前,每塊氧化鋯背板中,原料氧化鋯成本占比35%左右,而每塊背板的成本在150-200元/塊,保守估計2021年市場(chǎng)滲透率達到10%,則市場(chǎng)空間將達到90億元(注: 市場(chǎng)空間=手機銷(xiāo)量×市場(chǎng)滲透率×原料成本)。未來(lái)隨著(zhù)5G或4.5G技術(shù)商業(yè)化應用, 憑借陶瓷材料優(yōu)異的特性, 其滲透率將進(jìn)一步提升。
IDC預計未來(lái)手機市場(chǎng)放貨量
氧化鋯市場(chǎng)空間預測
氧化鋯材料廣泛應用于牙齒修復。 目前,主要的牙齒修復方法根據牙齒受損程度由小到大可以分為以下三類(lèi):(1)嵌體修補,適用于牙齒部分受損,用嵌體進(jìn)行填補以保護和修復牙齒。常用的嵌體修復材料主要有樹(shù)脂、金屬以及陶瓷;(2)牙冠修補,適用于牙齒缺損較大,或病變,但牙根仍在的情況。常用的牙冠材料有合金類(lèi)、烤瓷以及全瓷;(3)義齒修復,適用于缺牙,或已拔牙。
氧化鋯陶瓷材料在牙齒修復中的應用
氧化鋯陶瓷相較于其他齒科材料具有性能優(yōu)勢。 牙科修復的材料主要有:樹(shù)脂、普通合金(鎳鉻等)、貴金屬合金(金鉑等)和陶瓷(氧化鋯和氧化鋁等)。從美觀(guān)性、 生物學(xué)性能、 穩定性、 機械性能以及成本這五個(gè)維度來(lái)考慮,氧化鋯陶瓷類(lèi)材料相對于其它材料具有優(yōu)勢顯著(zhù)。
不同齒科材料的性能對比
材料 | 美觀(guān)性 | 生物學(xué)性能 | 穩定性 | 機械性能 | 成本 |
普通合金 | 較差 | 較差 | 較好 | 較好 | 最低 |
貴金屬合金 | 較差 | 最好 | 較好 | 較好 | 較高 |
樹(shù)脂 | 較好 | 較好 | 較差 | 較差 | 較低 |
其它陶瓷 | 較好 | 較好 | 較好 | 較差 | 較高 |
氧化鋯 | 最好 | 較好 | 最好 | 較好 | 最高 |
老齡化、消費升級等助推氧化鋯在義齒領(lǐng)域的發(fā)展。全球2020年假牙市場(chǎng)有望達到188億美元。 國內假牙市場(chǎng)銷(xiāo)量也有望保持穩步增長(cháng), 2015年我國義齒消費規模為57億元, 在人口老齡化趨勢下, 預計2020年國內市場(chǎng)規模達73億元。預計2020年氧化鋯義齒市場(chǎng)空間達20億元以上。 成本較高制約氧化鋯的市場(chǎng)滲透率,而隨著(zhù)國民收入水平不斷提高,疊加氧化鋯齒科材料生產(chǎn)工藝和技術(shù)的發(fā)展,生產(chǎn)成本的降低,未來(lái)氧化鋯義齒占比將不斷提升, 市場(chǎng)規模將由2015年的15億增長(cháng)至2020年20億元。