Introduzione
Le polveri ceramiche, come materiali fondamentali nelle moderne industrie high-tech, stanno guidando una rivoluzione dei materiali in campi che includono nuove energie, semiconduttori, applicazioni biomediche e aerospazialeNegli ultimi anni, con il rapido sviluppo delle comunicazioni 5G, veicoli elettrici, intelligenza artificiale e tecnologie correlate, la domanda di polveri ceramiche ad alte prestazioni ha registrato una crescita esponenziale. Di seguito, forniremo una breve analisi delle polveri ceramiche attualmente più diffuse sul mercato.
Le 5 polveri ceramiche più popolari
1. nitruro di silicio (Si₃N₄) in polvere
Applicazioni principali
· Materiale standard per sfere dei cuscinetti dei veicoli a nuova energia (in sostituzione delle sfere in acciaio, con una durata utile aumentata di 3 volte)
· La domanda di rivestimenti per crogioli nei settori fotovoltaico e delle batterie al litio è aumentata notevolmente (resistenti alla corrosione fino a 1600°C)
Svolte tecnologiche
La polvere di nitruro di silicio (Si₃N₄) prodotta a livello nazionale ha raggiunto una purezza rivoluzionaria pari a 99,9% (D50 ≤0,5μm), con una riduzione dei costi pari a 40% resa possibile dalla tecnologia di produzione a letto fluidizzato matura.
2. carburo di silicio (SiC) in polvere
Applicazioni principali
·Materiali di substrato semiconduttore di terza generazione (mercato globale in crescita a un CAGR di 30%)
· Substrato di dissipazione del calore per la trazione elettrica dei veicoli elettrici (adottato integralmente in Tesla Model 3/Y)
Progressi all'avanguardia
Il tasso di localizzazione dei materiali in polvere per wafer SiC da 6 pollici supera 50%
Nanopolveri di carburo di silicio sintetizzate tramite laser (purezza >99,99%).
3. Zirconia (ZrO₂) in polvere (tipo modificato di fascia alta)
Applicazione
· Materiali del backplane per telefoni cellulari 5G (Xiaomi 14 Ultra e Honor Magic6 adottano zirconia microcristallina)
· Zirconia stampata in 3D per l'odontoiatria (il mercato ha raggiunto $320 milioni nel 2024)
Direzioni di innovazione
Zirconia colorata (ottenimento di un sistema di colori completo tramite drogaggio con terre rare)
Materiale composito in resina nanozirconia (resistenza alla flessione > 1,5 GPa)
4. Titanato di bario Polvere a base di (BaTiO₃)
Applicazione
Materiale dielettrico del nucleo dei condensatori MLCC (utilizzo di oltre 10.000 pezzi per ogni nuovo veicolo energetico)
Ceramica per l'accumulo di energia ad alta tensione (costante dielettrica > 5000 a temperatura ambiente)
Focus tecnico
Polvere classificata ultrafine (distribuzione granulometrica Span <1,2)
Drogaggio della struttura nucleo-guscio (modifica con Ca/Zr per migliorare la stabilità della temperatura)
5. nitruro di alluminio (AlN) in polvere
Applicazione principale
Substrato di dissipazione del calore del modulo IGBT (conduttività termica > 170 W/m·K)
Materiale di imballaggio per LED ultravioletti (il coefficiente di dilatazione termica è pari a quello del GaN)
Conclusione
La crescente domanda di polveri ceramiche ad alte prestazioni nei settori emergenti dell'alta tecnologia sta rimodellando il panorama del mercato dei materiali. In futuro, con il continuo sviluppo della comunicazione 6G, dei veicoli elettrici e dei dispositivi medici avanzati, l'innovazione e l'applicazione delle polveri ceramiche saranno ulteriormente ampliate e la concorrenza nel mercato delle polveri ceramiche diventerà più intensa. Investimenti continui in ricerca e sviluppo, miglioramento dei processi produttivi ed esplorazione di nuovi scenari applicativi saranno le chiavi per consentire alle aziende di affermarsi saldamente in questo settore in rapida evoluzione.
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