纳米氧化锆-2017.12.21

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【精品文章】纳米氧化锆粉体制备技术及应用

【精品文章】纳米氧化锆粉体制备技术及应用

纳米氧化锆粉体制备技术及应用
氧化锆(ZrO2)是锆的主要氧化物,通常状况下为白色无臭无味晶体,难溶于水、盐酸和稀硫酸。

氧化锆是一种非常重要的功能和结构材料,具有优异的物理化学性能,因此,它的制备及应用,得到材料届的广泛关注,制备分散性良好的纳米氧化锆粉体成为各研究单位的重要研究方向。

本文重点介绍纳米氧化锆粉体的各种制备工艺及应用。

 图1氧化锆的晶格结构
 一、纳米氧化锆粉体的制备方法
 已经有报道的纳米氧化锆的制备方法主要有物理法和化学法。

 1、物理法
 (1)机械粉碎法
 机械粉碎法是指通过机械力的作用将大颗粒氧化锆粉体细化,如球磨等。

该方法技术简单,但制备得到的粉体粒度不够均匀,形状难以控制,且粉碎过程中易被粉碎器械污染,设备要求高,投资大,因此很难达到工业生产的要求。

 (2)真空冷冻干燥法
 将普通氧化锆粉体制备成湿物料或溶液,在较低的温度下冻结成固态,然后在真空下使其中的水分不经液态直接升华为气态,再次冷凝后得到的氧化锆颗粒粒度小且疏松。

但是费用较高,不能广泛采用。

 2、化学法
 (1)共沉淀法
 共沉淀法,就是在溶解有不同阳离子的电解质溶液中添加合适的沉淀。

纳米氧化锆的应用

纳米氧化锆的应用

纳米级二氧化锆的应用二氧化锆是一种具有高熔点、高沸点、导热系数小、热膨胀系数大、耐磨性好、抗腐蚀性能优良的无机非金属材料。

其纳米材料因具有比较高的比表面积而有许多重要用途,近几年来已成为科研领域中的一个热点,并被广泛应用于工业生产中。

由它可以制备出多种功能的陶瓷元件,在固体氧化物燃料电池热障涂层材料、催化剂载体润滑油添加剂气敏性耐磨材料等方面都有一定的应用和发展。

结构陶瓷方面,由于纳米二氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性,优异的隔热性能,热膨胀系数接近于钢等优点,因此被广泛应用于结构陶瓷领域。

主要有:Y-TZP磨球、分散和研磨介质、喷嘴、球阀球座、氧化锆模具、微型风扇轴心、光纤插针、光纤套筒、拉丝模和切割工具、耐磨刀具、表壳及表带、高尔夫球的轻型击球棒及其它室温耐磨零器件等。

钇稳定纳米二氧化锆(优锆纳米材料)粒径小,纯度99.9%,平均粒径20-40纳米,烧出来的陶瓷通透性好,表面光洁度高,适合做牙科陶瓷,刀具陶瓷,结构陶瓷,生物陶瓷。

纳米氧化锆粉体(优锆纳米),具有纳米颗粒尺寸细、粒度分布均匀、无硬团聚和很好的球形度。

生产中做到了精确控制各组分含量,实现不同组分之间粒子的均匀混合,严格控制颗粒尺寸、形态和结构,保证了产品的质量。

利用该产品掺杂不同元素的导电特性,在高性能固体电池中用于电极制造,成为电池专用。

纳米氧化锆粉体(40-50纳米)分散在水相介质中, 形成高度分散化、均匀化和稳定化的纳米氧化锆液(苏州优锆纳米材料)。

纳米氧化锆分散液除具有纳米粉体的特性外,还具有更高的活性、易加入等特性。

纳米氧化锆分散液做到产品中纳米材料以单个纳米粒子状态存在,客户使用能用到真正的纳米材料,用出真正的纳米效果,大大提高产品的性能。

纳米氧化锆分散液因为达到了完全单分散纳米状态,所以和其他材料表面接触后不是普通粉体材料的吸附,而是和化学键结合一体,所以有极高的稳定性,可以极大的提高耐水洗,耐磨、抗菌等性能,极大地发挥纳米材料的作用。

纳米氧化锆→固态电池锆基电解质

纳米氧化锆→固态电池锆基电解质

纳米氧化锆→固态电池锆基电解质各位小伙伴,今天咱们来聊聊一个超酷的话题——从纳米级别的氧化锆到我们日常生活中不可或缺的固态电池。

想象一下,如果有一天,咱们的手机、电动汽车或者甚至是未来的太空船都能用上这种神奇的材料,那会是一番怎样的光景啊!说起纳米氧化锆,这可是个不得了的小家伙。

它就像是超级英雄中的“纳米战士”,小巧玲珑,却拥有着强大的能量。

科学家们通过精密的操作,将这个小战士变成了固态电池的锆基电解质,这可是一项了不起的成就哦!说到固态电池,大家可能听说过“锂电池”和“镍氢电池”,但你知道吗?固态电池可是锂电池的升级版,它的性能更强大,更安全,而且更加环保。

想象一下,未来的电池市场就像是一个充满魔法的世界,而固态电池就是那个能够释放巨大能量的魔法师。

为什么纳米氧化锆能成为固态电池的关键呢?这就要提到纳米技术的魅力了。

纳米氧化锆的颗粒非常小,它们可以像海绵一样吸收和释放锂离子,这样一来,电池的能量密度就能大大提高,续航能力也会变得更加出色。

纳米氧化锆在固态电池中的作用远不止于此。

它还能起到稳定电极的作用,让电池的充放电过程更加平稳,减少能量损失。

这样一来,我们的电动汽车跑得更远,手机玩游戏也更流畅了。

不过,虽然纳米氧化锆给固态电池带来了很多好处,但我们也不能忘了它的成本问题。

毕竟,高科技产品嘛,总是需要投入大量的资金去研发和生产的。

但是,随着科技的进步和生产技术的提高,相信未来纳米氧化锆的价格会越来越亲民,让我们每个人都能用上这样的神奇材料。

纳米氧化锆的出现,就像一颗颗闪耀的星星,点亮了固态电池的未来。

我们期待着这一天的到来,期待着那些充满魔法的电池给我们生活带来的更多惊喜和便利。

让我们一起为这个伟大的时代喝彩吧!。

纳米氧化锆颜色

纳米氧化锆颜色

纳米氧化锆颜色纳米氧化锆是一种具有特殊性质的材料,不仅在科学研究领域有着广泛的应用,同时也在工业和医学领域具有重要价值。

其中,纳米氧化锆的颜色是一个引人注目的特性,它不仅给人们带来了视觉上的美感,还具有一定的功能性。

纳米氧化锆的颜色主要取决于其晶格结构和微观形貌。

一般来说,纳米氧化锆的颜色可以分为白色、黄色、橙色、红色、紫色等多种不同的色调。

这些颜色的产生是由于纳米氧化锆颗粒的尺寸和形状对光的散射和吸收的影响所导致的。

具体而言,纳米氧化锆颗粒的尺寸越小,其颜色越接近白色。

这是因为小尺寸的颗粒能够均匀地散射光线,使得人眼看到的是白色。

相反,较大尺寸的颗粒则会选择性地散射光线的某些波长,从而呈现出不同的颜色。

例如,纳米氧化锆颗粒尺寸在几十纳米左右时,会呈现出黄色或橙色;当尺寸增大到几百纳米时,颜色会更接近红色或紫色。

纳米氧化锆的颜色还受到微观形貌的影响。

颗粒的形状和表面结构可以改变光的入射角度和反射率,从而影响颜色的呈现。

例如,具有多面体结构的纳米氧化锆颗粒往往呈现出更加鲜明和丰富的颜色,而球形颗粒则往往呈现出较为均匀和柔和的颜色。

纳米氧化锆颜色的独特性使得它在许多领域都具有广泛的应用价值。

在纳米材料领域,纳米氧化锆的颜色可以用来制备各种颜色的染料和颜料,用于纺织品、涂料、陶瓷等行业。

在医学领域,纳米氧化锆的颜色可以用作标记剂,用于生物成像和药物传递等应用。

此外,纳米氧化锆颜色的独特性还可以用于光学传感器、太阳能电池和光催化等领域。

总的来说,纳米氧化锆颜色是一项引人注目的特性,它不仅具有美感,还具有一定的功能性。

通过研究纳米氧化锆颜色的形成机制,人们可以更好地理解纳米材料的性质,并将其应用于更广泛的领域,促进科学技术的发展和人类生活的改善。

纳米氧化锆溶胶密度

纳米氧化锆溶胶密度

纳米氧化锆溶胶密度导言纳米材料是一种尺寸在纳米级别的材料,具有许多特殊的物理和化学性质。

纳米氧化锆是一种重要的纳米材料,具有广泛的应用前景。

本文将对纳米氧化锆溶胶密度进行探讨,从理论和实验两个方面进行分析。

纳米氧化锆溶胶概述纳米氧化锆溶胶是指由纳米尺寸的氧化锆颗粒组成的胶体系统。

它通常由一定比例的氯化锆溶液和某种稀释剂混合而成。

在适当的条件下,通过调节反应温度、pH 值、反应时间和添加剂等因素,可以获得不同粒径分布和形态的纳米氧化锆溶胶。

纳米颗粒密度与体积分数关系纳米颗粒密度是指单位体积内所含有的颗粒质量。

对于均匀分散、无聚集现象的纳米颗粒体系来说,其密度可以通过测量样品质量和体积来计算得到。

纳米颗粒体系的密度与其体积分数之间存在一定的关系。

纳米氧化锆溶胶密度的理论计算纳米氧化锆溶胶密度的理论计算可以通过以下公式得到:ρ = (m / V) * (1 / (1 - φ))其中,ρ为纳米氧化锆溶胶密度,m为样品质量,V为样品总体积,φ为纳米氧化锆的体积分数。

实验测定纳米氧化锆溶胶密度实验测定纳米氧化锆溶胶密度需要先准备好样品,并使用合适的实验仪器进行测试。

以下是一种常用的实验方法:1.准备样品:将一定质量的纳米氧化锆溶胶置于容器中。

2.测量质量:使用天平等仪器准确地测量样品质量。

3.测量体积:使用合适的容器或设备测量样品总体积。

4.计算密度:根据上述公式计算得到纳米氧化锆溶胶的密度值。

纳米氧化锆溶胶密度与性能关系纳米材料具有独特的物理和化学性质,其性能与其密度之间存在一定的关系。

纳米氧化锆溶胶密度的变化会对其相关性能产生影响,例如:1.热稳定性:纳米氧化锆溶胶密度较大时,其热稳定性较好,能够在高温下保持较好的稳定性。

2.光学性能:纳米氧化锆溶胶密度的变化会影响其光学性能,如折射率、散射等。

3.电导率:纳米氧化锆溶胶密度的变化也会对其电导率等电学性质产生一定影响。

应用前景纳米氧化锆溶胶由于其特殊的物理和化学性质,在许多领域具有广泛的应用前景,例如:1.光催化剂:纳米氧化锆溶胶可作为高效的光催化剂,用于水分解、有机废水处理等领域。

纳米氧化锆涂层材料的研究

纳米氧化锆涂层材料的研究

纳米氧化锆涂层材料的研究引言:纳米材料在材料科学领域具有广泛应用前景,其特殊的物理和化学性质使其成为研究的焦点。

纳米氧化锆是一种具有优异性能的重要纳米材料,其广泛应用于催化剂、电池、传感器等领域。

本文将介绍目前纳米氧化锆涂层材料的研究进展和应用。

一、纳米氧化锆涂层的制备方法:目前,有多种方法可以制备纳米氧化锆涂层,包括物理气相沉积法、化学气相沉积法和溶胶-凝胶法等。

物理气相沉积法通常是通过将氧化锆粉末或金属氧化锆在高温下转化成气体,然后在基底表面沉积。

化学气相沉积法主要是利用氧化锆前驱体在加热的基底上分解沉积。

溶胶-凝胶法是将氧化锆前驱体溶解在溶剂中形成溶胶,然后通过热处理使其成为凝胶,最后在基底表面沉积。

这些方法具有成本低、制备周期短、操作简便等优点。

二、纳米氧化锆涂层的表征方法:纳米氧化锆涂层的性能需通过多种表征手段来评估。

包括透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)等。

TEM和SEM可以观察纳米氧化锆涂层的表面形貌和纳米颗粒的分布情况。

XRD可以确定纳米晶体的晶格结构和晶粒尺寸。

TG-DTA可以测试纳米氧化锆涂层的热稳定性和热解行为。

这些表征方法可以为纳米氧化锆涂层的性能研究提供可靠的数据支持。

三、纳米氧化锆涂层的性能研究:纳米氧化锆涂层具有优异的物理和化学性能。

首先,纳米氧化锆涂层具有很高的硬度和抗磨损性,可以提高基底材料的耐磨损性能。

其次,纳米氧化锆涂层具有良好的抗氧化性能,可以有效防止基底材料的氧化损伤。

另外,纳米氧化锆涂层还具有优异的耐腐蚀性能和高温稳定性,可以应用于一些特殊环境中。

四、纳米氧化锆涂层的应用:纳米氧化锆涂层具有广泛的应用前景。

在催化剂领域,纳米氧化锆涂层可用于催化剂的制备和表面修饰,提高催化剂的活性和选择性。

在电池领域,纳米氧化锆涂层可用于锂离子电池和燃料电池的正极材料,提高电池的充放电性能。

在传感器领域,纳米氧化锆涂层可用于气敏传感器和光敏传感器,提高传感器的灵敏度和选择性。

纳米氧化锆 红外光谱

纳米氧化锆 红外光谱

纳米氧化锆红外光谱
纳米氧化锆是一种具有高比表面积和独特光学、电学、磁学等性质的纳米材料。

红外光谱是一种常用的表征材料结构和化学成分的方法,可以通过测量材料对不同波长红外光的吸收情况,来推断其分子结构和化学键类型。

对于纳米氧化锆,红外光谱通常可以用来检测其表面羟基等含氧官能团的存在情况,以及表面吸附物质的类型和数量等信息。

此外,红外光谱还可以用来研究纳米氧化锆晶体结构的完整性和缺陷情况,以及晶体中的晶格振动模式等信息。

在红外光谱实验中,通常需要使用专门的红外光谱仪来进行测量。

对于纳米氧化锆样品,可以使用压片或喷涂等方法将其制备成薄膜或粉末样品,然后将样品放置在红外光谱仪中进行扫描和测量。

通过对红外光谱图谱的分析和解释,可以获得关于纳米氧化锆样品的结构和化学组成等方面的信息。

纳米氧化锆技术发展现状

纳米氧化锆技术发展现状

纳米氧化锆技术发展现状纳米氧化锆技术是一种应用广泛的纳米材料技术,具有许多独特的物理和化学性质,因此在许多领域都有着广泛的应用。

本文将介绍纳米氧化锆技术的发展现状。

纳米氧化锆是一种具有高度晶化程度和纳米级尺寸的氧化锆颗粒。

由于其特殊的物理和化学性质,纳米氧化锆在催化剂、传感器、生物医学、能源储存等领域具有广泛的应用前景。

首先,纳米氧化锆在催化剂领域有着重要的应用。

由于其较大的比表面积和丰富的表面活性位点,纳米氧化锆可以提供更多的反应活性位点,从而增强催化剂的催化活性。

目前,纳米氧化锆已经被广泛应用于催化剂领域,例如在汽车尾气净化、有机合成等方面都取得了显著的效果。

其次,纳米氧化锆在传感器领域也有着重要的应用。

由于其高度晶化程度和纳米级尺寸,纳米氧化锆可以提供更大的比表面积,从而增强传感器的灵敏度。

同时,纳米氧化锆还具有优异的光学和电学性质,可以用于制备各种传感器,如光学传感器、电化学传感器等。

目前,纳米氧化锆传感器已经被广泛应用于环境监测、食品安全检测等领域。

此外,纳米氧化锆在生物医学领域也有着广泛的应用前景。

由于其生物相容性和生物活性,纳米氧化锆可以用于制备生物医学材料,如人工骨骼、人工关节等。

同时,纳米氧化锆还具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点,可以用于制备药物载体,从而提高药物的溶解度和生物利用度。

目前,纳米氧化锆在生物医学领域已经取得了一些重要的进展,并且在癌症治疗、药物传递等方面显示出了巨大的潜力。

最后,纳米氧化锆还具有良好的电化学性能,因此在能源储存领域也有着广泛的应用前景。

由于其高度晶化程度和纳米级尺寸,纳米氧化锆可以提供更大的比表面积,从而增强电极材料的电荷传输能力。

目前,纳米氧化锆已经被广泛应用于锂离子电池、超级电容器等能源储存设备中,并且取得了一些重要的进展。

综上所述,纳米氧化锆技术具有广泛的应用前景,在催化剂、传感器、生物医学、能源储存等领域都取得了重要的进展。

随着科学技术的不断发展,相信纳米氧化锆技术将会在更多领域展现出其独特的优势,并为人类社会带来更多福祉。

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纳米氧化锆相关资料分析第一章 项目概况 投资公司:XXXXX技术支持:XXXXXX 研发团队投产项目:5nm 级氧化锆总投资金额:2000万元资金来源:融资方式预计年产纳米氧化锆1200吨,单价40万元/吨,预计年总营业额4.8亿元。

第二章 产品介绍通常情况下Z r O 2有四种存在形式:无定形、常温下稳定的单斜晶相,常温下稳定的四方晶相(添加稳定剂),高温下稳定的立方晶相。

立方晶 四方晶 单斜晶常规情况下:单斜氧化锆加热到1170度转化为四方氧化锆,这个转变速度很快并伴随7%-9%的体积收缩,但在冷却过程中,四方氧化锆往往不在1170度转变为单斜氧化锆,而在1000度左右转变,是一种滞后的转变,同时伴随着体积的膨胀。

为了避免回到单斜相,必须通过外来氧化物对高温晶型进行稳定。

这样,稳定的氧化锆在室温至熔点的温度围以相同的稳定的晶型存在。

单斜晶 四方晶预投产项目可以在温度为420度时,即可在无须添加氧化稳定剂的情况下制备出5nm级别四方晶相氧化锆。

在目前市场,并未有同等级别产品。

但是,制备温度的改变以及没有填加稳定剂的情况下,在常温条件晶体的稳定性及物理、化学性能是否改变,需研发团队出具具体技术结果。

1170o C1000o C(1)2017年11月锆英砂价格上涨3.13%至9900元/吨,港口库存环比下降3.26%至13.64万吨。

地区为国主要锆矿砂资源地,省国土资源厅为保护当地资源,将严格控制锆英砂等矿物产量,未来国锆英砂供给量或将减少,锆英砂价格或将在高位继续上行。

(2)国环保限产影响全国约一半的氧氯化锆产能,氧氯化锆价格仍将持续提升。

2017年等地氧氯化锆产能由于环保不达标被限制生产,国氧氯化锆供应出现短缺,价格快速上涨,最新成交价格15000元/吨,较年初9900元/吨上涨52%,随着冬季城市取暖季限产即将来临,预计氧氯化锆环保限产仍将持续,氧氯化锆价格仍将上涨。

作为生产企业投产纳米氧化锆,需要稳定的原材料来源以稳定产品的价格与质量,而锆英砂垄断性比较高,几大垄断巨头控制定价权。

国氧氯化锆生产受制于环保要求,大规模减产。

所以投产纳米氧化锆需要稳定的原材料来源,以确保生产销售的稳定性。

第四章纳米氧化锆的应用领域与市场分析预测纳米级复合氧化锆相比普通的复合氧化锆粒径更小,达到纳米级别,其更高的附加使用价值及超百亿的市场规模正在被快速开发。

据了解我公司预投产项目为纯纳米氧化锆,不需要添加氧化稳定剂,比现阶段市场产品是否具有更高的性能与开发价值尚需研发团队验证。

现仅就纳米复合氧化锆应用领域具体列示如下:4.1义齿材料及人工关节纳米ZrO2可明显提高陶瓷的室温强度和应力强度因子,从而使陶瓷韧性成倍提高。

利用纳米ZrO2制备的复合生物陶瓷材料具有较好的力学性能、化学稳定性、生物相容性,是一种很有应用前景的复合型生物陶瓷材料,尤其在齿科材料和人工关节等方面。

(1)义齿材料氧化锆是理想的全瓷牙材料,但是我国在全球种植牙市场中只占据了约1%的市场。

这并非是我国需求市场小,而是因为氧化锆全瓷牙的高价格(约3000/颗)造成了较低的市场渗透率。

受益于我国经济发展,人民对全瓷牙接受程度及对口腔义齿重视程度的提高,以及我国加速老龄化的现状,假牙市场迎来高景气,氧化锆齿科材料潜在市场空间进一步扩大。

根据之前 WHO 公布的全球老龄化图表显示:2015 年 60 岁以上人口占比超过30%的国家只有日本一个,而到 2050 年,中国、欧洲大部分区域以及北美部分区域,60 岁以上人口占比都将超过 30%。

受全球老龄化的推动,假牙需求和市场空间将进一步增长,根据中国产业信息网资料显示,全球 2020年假牙市场有望达到 188 亿美元。

随着牙齿美观问题关注度和人均可支配收入提高,氧化锆陶瓷在齿科材料市场中的渗透率有望进一步提升。

在目前主要的齿科材料中,氧化锆陶瓷虽然在性能上具备诸多优势,但其售价较高,制约其市场渗透率。

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,根据齿科行业协会数据显示,2015年我齿消费规模为57亿元,预计2020年齿市场规模将达到 73 亿元,同时,氧化锆陶瓷在义齿材料中的渗透率有望进一步提高,乐观估计,国氧化锆在义齿制作领域的市场空间将由 2015年的15亿,增至2020年将超20亿元。

(2)人工关节ZrO2陶瓷于20世纪80年代中期开始应用于人工关节,由于氧化锆存在三种晶形,并且在晶形转化的时候会引起体积的变化,从而使材料容易发生开裂,影响其作为人工关节的使用寿命。

因此和齿类材料一样,纯的氧化锆也不能作为人工关节材料使用。

为了提高氧化锆的稳定性,通过热处理和添加氧化稳定剂,如Y2O3、CeO2、MgO等,来稳定其晶体结构,使其在常温下能保持四方相,增强其机械强度。

4.2氧传感器采用氧化锆制成的传感器有良好的导电性,在控制汽车尾气、电厂锅炉的燃烧上起到重要作用。

汽车工业中在使用三效催化转化器降低排放污染的发动机上,氧传感器是必不可少的,氧化锆式氧传感器是基于氧化锆固体电解质的材料特性来检测尾气中氧浓度的,按检测空燃比数值的围不同分为:窄型氧传感器和宽型氧传感器。

窄型氧传感器即“传统氧传感器”,只能检测空燃比是大于或小于14.7;宽型氧传感器即新式氧传感器,简称“空燃比传感器”,能检测的空燃比围为23:1-11:1,且检测精度高,不仅能使发动机实现稀混合气或浓混合气控制,而且喷油量的控制更加精确。

氧化锆式氧传感器是目前最成熟,产量最大的一种氧传感器。

是汽车排放控制系统中的关键部件之一,其信号输出特性直接影响发动机的燃油经济性和排放控制。

一般一辆汽车配2个或多个氧传感器,每个传感器需纳米复合氧化锆粉体5-10g;由于环保要求和氧传感器的节油特性(通过提高燃油燃烧效率),发达国家一般5万公里左右进行更替。

按照2017年全球汽车产量9700万辆计算,考虑部分替换需求,全球氧传感器年产量在2亿支以上,消耗粉体1000-2000吨。

4.3汽车尾气净化催化剂助剂汽车尾气净化催化剂一般由三个部分组成:载体(董青石、氧化铝)、助催化剂(纳米涂层增大比表面积、同时作为储氢材料)、催化剂(一般汽油车位铂钯铑等,柴油车为钒钨钛等)。

其中锆铈固溶体复合氧化物材料作为助催化剂使用,是十分重要的涂层材料。

1升催化剂一般需消耗铈锆固溶体100g左右,每辆车的催化剂用量与排量相关,汽油车1L排量对应0.8-1.2L催化剂,柴油车1L排量对应2L催化剂。

2017年全球汽车销量达到9700万辆;其中中国汽车产销量均超过2800万辆大关。

假设以9700万辆车全部按照1L排量汽油车、对应使用0.8L催化剂计算,铈锆固溶体年消费量7760吨。

4.4光纤连接器陶瓷插芯纳米氧化钇稳定氧化锆(Nano-YSZ)粉体,因其优异的力学性能、化学稳定性和极高的精密度等,可以用来制备光纤连接器的稀土结构陶瓷光纤插芯(精密针)和套筒,是光纤网络中应用面最广并且需求量最大的光纤无源器,是信息网络基础设施建设的重要组成部分。

主要的光纤陶瓷插芯生产企业有中国的三环集团、太辰、威谊光通和韵升等企业,日本的Adamant、京瓷、大平洋、精工,韩国大源,富士康集团等。

中国的陶瓷插芯产量(含在华外资企业的产量)接近全球总产量的93%。

受益数据中心和电信网络的快速发展,技术的进步促进了光纤往更终端的用户迁移,近年来全球光纤连接器市场保持较快发展,预计消费纳米复合氧化锆1700吨,目标市场目规模6亿。

4.5移动终端产品4.5.1手机背板领域市场空间预测根据最新数据显示,2016年全球智能手机总销售量为14.7 亿部,同比 2015 年增加 2%,预计 2017 年手机出货量将达到15.3亿部,同时预计未来 5 年全球手机市场将以每年3.8%的增速增长。

目前在每块氧化锆背板中,原料氧化锆成本占比在35%左右,在目前良率下,氧化锆粉需求量为150-200g/块,假设未来渗透率为10%,此时市场空间将达到 90 亿元(手机销量×市场渗透率×原料成本)。

而如果氧化锆陶瓷后盖发展乐观,例如在未来五年由于 5G 或4.5G 技术商业化应用,陶瓷材料出现大规模的渗透,以及 iphone 或将采用陶瓷材料作为机身背板等。

至 2021 年假设渗透率达 28%,则氧化锆粉体在手机背板领域的市场规模将达到近 276 亿元。

4.5.2手机指纹识别盖板市场空间预测手机指纹识别市场潜力巨大,目前比较成熟的方案有蓝宝石、涂覆式(coating)、陶瓷盖板以及玻璃四种方案。

成本和性能方面,蓝宝石方案硬度高,耐腐蚀,但存在成本较高,抗摔能力不强的弱点,而涂覆式背面指纹识别方案由于涂层硬度不高,存在容易磨损和受汗水腐蚀等缺点,采用该方案的手机,使用一段时间后难免会有各种划痕出现。

外观方面,涂覆指纹识别方案常用在手机的背面,且质感稍差,较容易破坏背面的整体美观。

而蓝宝石盖板按压式指纹识别方案应用在手机的正面,将指纹放在正面不仅可以让手机的背面更为美观,同时更符合用户的使用习惯和审美。

综上所述,正面指纹识别更受用户欢迎,但蓝宝石盖板材料价格高,又因其穿透性较差,适用蓝宝石指纹识别芯片价格也较高,同时由于其韧性稍差,厚度无法进一步做薄(目前最薄厚度为0.175mm),因此市面上又出现了氧化锆陶瓷和钢化玻璃两种蓝宝石盖板替代材料。

钢化玻璃具备制作工艺简单,成本低等优点,但硬度远不及蓝宝石,容易被被更高硬度的细小灰尘磨花,介电常数、抗弯强度也较差,厚度无法进一步做薄(目前最薄厚度为0.175mm),影响识别速度,不能算是理想的蓝宝石替代材料。

氧化锆陶瓷材料介电常数是蓝宝石的 3 倍,此特性使指纹识别更灵敏,成功率更高,又由于韧性高于蓝宝石3倍以上,氧化锆保护层在保证抗摔强度下,目前最薄量产厚度低至0.1mm,而如果厚度做到和蓝宝石相同时,此时强度、抗摔性将显著优于蓝宝石。

更重要的是,氧化锆的总成本却只有蓝宝石的 1/4,是替代蓝宝石高性价比方案。

据统计,目前已发布的正面指纹识别方案的智能手机高达20多款,小米5、OPPO R9等旗舰手机都已经采用正面陶瓷盖板指纹方案,预计2017年还有会有大量搭载陶瓷盖板指纹识别方案的手机发布,具体分析如下:指纹识别渗透率快速增长,预计 2020 年国需求超过 3.4 亿组随着 2013 年苹果IPhone5S 在 home 键上添加了指纹识别技术,手机的开机设置从数字密码、图形解锁逐渐演变成现有的指纹识别。

2016 年 6 月全球发布的智能手机共达到 27 款,其中搭载指纹识别功能的智能手机达到 20 款,占比达到 74%。

iPhone7、小米 5、三星 Galaxy S6、华为 P9 等热销主流机型全部搭载指纹识别系统,16 年全年约40%的智能手机配备指纹识别。

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