
特种陶瓷是指具有特殊力学、物理或化学性能的陶瓷,应用于各种现代工业和尖端科学技术,所用的原料和所需的生产工艺技术已与普通陶瓷有较大的不同和发展,有的国家称之为“精密陶瓷”,最近我国材料专家一致认为其称作“先进陶瓷”较好。
特种陶瓷又称精细陶瓷,按其应用功能分类,大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大类。在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料,经过1360度左右高温烧结成型,从而获得稳定可靠的防静电性能,成为一种新型特种陶瓷,通常具有一种或多种功能,如:电、磁、光、热、声、化学、生物等功能;以及耦合功能,如压电、热电、电光、声光、磁光等功能。
根据观研报告网发布的《中国特种陶瓷行业发展深度研究与投资前景分析报告(2023-2030年)》显示,在产业链方面,特种陶瓷行业上游主要为陶瓷粉料类、硅料、金属类和塑胶类等原料制造行业,下游广泛应用于光伏、半导体、流体控制和航天军工等领域。

1,按材质对特种陶瓷分类
根据材料的不同,可将特种陶瓷分为两大类:氧化物陶瓷及非氧化物陶瓷,具体分类及典型材料见下表。
种类 | 材料 | |
氧化物陶瓷 | Al2O3、MgO、ZrO2、SiO2、BeO等 | |
非 氧 化 物 陶 瓷 | 碳化物 | SiC、TiC、B4C、WC、ZrC等 |
氮化物 | Si3N4、AlN、BN、TiN、ZrN等 | |
硼化物 | ZrB2、TiB2、WB、LaB6等 | |
硅化物 | MoSi2 | |
氟化物 | CaF2、BaF2、MgF2等 | |
硫化物 | ZnS、TiS2、MxMo6S8(M=Pb,Cu,Gd) | |
碳和石墨 | C |
按材料的特性可将特种陶瓷分为三大类,分别是:结构陶瓷、功能陶瓷、陶瓷基复合材料。
(1)结构陶瓷
结构陶瓷具有优越的强度、硬度、绝缘性、热传导、耐高温、耐氧化、耐腐蚀、耐磨耗、高温强度等特色,因此,在非常严苛的环境或工程应用条件下,所展现的高稳定性与优异的机械性能,在材料工业上已倍受瞩目,其使用范围亦日渐扩大。而全球及国内业界对于高精密度、高耐磨耗、高可靠度机械零组件或电子元件的要求日趋严格,因而陶瓷产品的需求相当受重视,其市场成长率也颇可观。
(2)功能陶瓷
功能陶瓷,是指在应用时主要利用其非力学性能的材料,这类材料通常具有一种或多种功能,如电、磁、光、热、化学、生物等; 有的还有耦合功能,如压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等。
功能陶瓷 | 典型材料 | 用途举例 |
绝缘陶瓷 | Al2O3、BeO、MgO、AIN、SiC | 集成电路基片、封装陶瓷、高频绝缘陶瓷 |
介电陶瓷 | TiO2、La2Ti2O7、Ba2Ti9O20 | 陶瓷电容器,微波陶瓷 |
铁电陶瓷 | BaTiO3、SrTiO3 | 陶瓷电容器 |
压电陶瓷 | PZT、PT、LNN(PbBa)NaNb5O15 | 超能换声器、谐振器、滤波器、压电点火 |
半导体陶瓷 | PTC(Ba-Sr-Pb)TiO3、 NTC(Mn、Co、Ni、Fe、LaCrO3) CTR(V2O5) | 温度补偿和自控加热元件等温度传感器、温度补偿器等传感元件、防火灾传感器 |
ZnO压敏电阻 | 浪涌电流吸收器(电子设备防雷器)、噪声消除、避雷器 | |
SiC发热体 | 电炉、小型电热器 |
功能陶瓷 | 典型材料 | 主要用途 |
软磁铁氧体 | Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn、Cu-Zn-Mg | 电视机、收录机磁芯、记录磁头、温度传感器、计算机电源磁芯等 |
硬磁铁氧体 | Ba、Sr铁氧体 | 铁氧体磁石 |
记忆用铁氧体 | Li、Mn、Ni、Mg、Zn与铁形成尖晶石型 | 计算机磁芯 |
功能陶瓷 | 典型材料 | 主要用途 |
透明氧化铝陶瓷 | Al2O3 | 高压钠灯,微波集成电路基片 |
透明氧化镁陶瓷 | MgO | 照明或特殊灯管,红外输出窗材料 |
透明钇钍石陶瓷 | Y2O3-ThO2 | 激光陶瓷 |
透明铁电陶瓷 | PLZT | 光存储元件、视频显示和储存系统、光开关、光阀等 |
功能陶瓷 | 典型材料 | 主要用途 |
湿敏 陶瓷 | MgCr2O4-TiO2、ZnO-Cr2O3、Fe3O4等 | 工业湿度检测,烹饪控制元件 |
气敏 陶瓷 | SnO2、α-Fe2O3、ZrO2、TiO2、ZnO等 | 汽车传感器、气体泄露报警、各位气体检测 |
载体 陶瓷 | 堇青石瓷、Al2O3瓷、SiO2-Al2O3瓷等 | 汽车尾气催化剂载体、化工用催化剂载体、酵素固定载体 |
催化 陶瓷 | 沸石、过渡性金属氧化物 | 接触分解反应催化、排气净化催化 |
生物 陶瓷 | Al2O3、Ca5 (F、Cl) P3O12 | 人造牙齿、关节骨等 |
(3)陶瓷基复合材料
3,按特种陶瓷材料应用领域分类
特种陶瓷材料因具有不同的化学组分和显微结构而决定其具有不同的特殊性质和功能,如高强、高硬、耐温、耐腐、绝缘、导电和各种电、磁、光及生物相容性等,而被广泛用于机械、电子、宇航、医学工程等各个方面。特种陶瓷的具体特性及应用领域见下表。
领域 | 特性 | 应用举例 |
电子 陶瓷 | 高绝缘性 | 集成电路组件,集成电路衬底,散热性绝缘衬底 |
铁电性、介电性 | 图像存储元件,电光偏振光元件,高容量电容器 | |
压电性 | 振子,点火元件,滤波器,压电变压器,超声波元件,电子引燃器,弹性表面波元件,电子钟表 | |
热电性 | 红外检测元件,自计式温度计,探测器,新型武器 | |
电子放射性 | 阴极射线管电子枪热阴极,热电子装置,电子显微镜,电子束焊机,超大规模集成电子束绘画仪 | |
半导性 传感性 | 电子发热体(高温电炉),温度传感器,热敏电阻,压力传感器,稳压元件(非线性电阻),气体传感器(气体泄露报警器) | |
离子导电性 | 氧量传感器(汽车发动机空气/燃料比控制器),钠硫电池(功率平衡用) | |
磁性 陶瓷 | 软磁性,硬磁性 | 电脑存储元件,变压器磁芯,磁带,磁盘,橡胶磁铁,立体声拾音器,磁头,冷库气密磁门 |
光电 陶瓷 | 荧光性 | 荧光体,彩色电视显像管材料 |
偏振光性 | 电光偏振光元件 | |
光电性 | 光电变换元件 | |
光 陶瓷 | 透光性 | 耐高温耐腐蚀透光性(高压钠灯灯管),窑炉观察窗,原子能反应堆窗口,半导体性透可见光(光变色玻璃) |
光反射性 | 耐高温金属特性 | |
反射红外性 | 透过可见光,反射红外线特性(节能型玻璃) | |
导光性 | 通信用光纤,胃摄像机,光能传输纤维 | |
热学 功能 领域 | 传热性 | 集成电路绝缘(散热)衬底 |
绝热性 | 耐热绝热体,轻质绝热体,不燃壁材,节能型炉 | |
耐高温性 | 耐高温结构材料,高温炉,核聚变反应堆材料,原子能反应堆材料 | |
机械 功能 领域 | 高强度、耐磨性、非膨胀收缩性 | 超高精度全陶瓷车床,机床,测量机械,拉丝模 |
高强度,耐高温性 | 高性能高效汽车发动机,燃气轮机叶片,柴油机,航天飞机表面瓦 | |
高比强度性 | 汽车零件,人造卫星机体,火箭机体,飞机机体 | |
高模量 | 高尔夫球棒,网球拍,撑杆跳高撑杆,钓鱼竿,各种弹簧材料 | |
超硬性 | 研磨材料,切削工具,磨削材料 | |
润滑性 | 轴承材料,高温润滑材料 | |
生物 化学 功能 领域 | 骨亲和性 | 人工骨,人造牙根,人造关节 |
载体性 | 固定酶催载体,催化剂载体,生物化学反应控制装置 | |
耐腐蚀性 | 理化仪器,化工陶瓷,化学装置内衬,原子能有关材料 | |
催化性 | 水煤气反应催化剂,耐热催化剂,化学催化剂 |
1、全球特种陶瓷行业发展情况
全球特种陶瓷发展历史悠久,研发与工业化生产已经有超过100年的时间。二十世纪八十年代以来,特种陶瓷在全球得到突飞猛进的发展,市场规模快速增长。根据数据,2022年,全球特种陶瓷行业市场规模4060亿元,2018-2022年复合增长率达到10.17%,预计2023年市场规模将达4441亿元。同时,2022年全球特种结构陶瓷市场规模1109亿元,2018-2022年复合增长率达6.07%,预计2023年市场规模将达1148亿元。


2、中国特种陶瓷行业发展情况
近年来,随着国家大力推动新材料发展,特种陶瓷市场需求不断扩大,产业向高端化发展,部分技术理论研究已接近国际主流水平。根据数据,2022年,中国特种陶瓷行业市场规模为922亿元,2018-2022年复合增长率达7.48%,预计2023年市场规模将达到1005亿元;2022年中国特种结构陶瓷市场规模209亿元,预计2023年市场规模将达到221亿元。


1、光伏产业整体发展空间广阔
在政策和技术双重驱动下,光伏发电行业成长迅速,产品更新换代速度不断加快,度电成本累计下降超90%,光伏发电逐渐进入平价上网时代,并且凭借着低碳、低成本、广泛性等诸多优势,成为替代传统化石能源的主力军,我国光伏行业发展空间广阔。根据数据显示,2022年,我国光伏累计装机容量39261万千瓦,同比增长28.1%,新增装机8741万千瓦,同比增长60.3%。

2、航天军工领域
受国家政策支持和地理信息行业规模增长,我国遥感卫星市场持续快速增长。根据数据,2021年,中国遥感卫星行业市场规模88.3亿元,2012-2021年复合增长率为8.96%,高于全球平均增速。

3、半导体领域
在新能源及人工智能产业持续发展,半导体设备零部件国产化持续推进的情况下,国内半导体设备零部件厂商前景向好。根据数据显示,2017-2021年中国集成电路市场规模从5411亿元增长至10458亿元,年均复合增长率约为17.9%,2022年市场规模将达11397亿元。

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IGBT2026

关于国际精密陶瓷及IGBT展
深圳国际精密陶瓷及IGBT展(IGBT 2026将于2026年06月10-12日在深圳国际会展中心(宝安新馆)举办,展出2万平米、1,000个摊位、500多家展商、50,000名专业观众;汇聚IGBT/SiC功率半导体产业链;热管理材料产业链,精密陶瓷、电子陶瓷、陶瓷基板、薄膜/厚膜陶瓷电路板、陶瓷封装管壳、LTCC/HTCC/MLCC加工产业链等产业链上下游企业!展会将充分展示精密陶瓷及功率半导体行业的前沿装备技术,积极推动精密陶瓷及功率半导体业界的交流互动,强化精密陶瓷及功率半导体的交流意识、合作意识,实现相互促进、共同发展,为参展企业和参会客商提供了一个技术交流、产品展示和贸易洽谈的最佳平台。届时,热忱欢迎国内外的精密陶瓷及功率半导体企业及其相关行业人士前来参观与交流!




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