压电材料里程碑式的重大突破！压电材料行业市场发展现状分析
机电HuangWenYu2024/3/30
中国科学家在压电材料领域有新发现
从东南大学方面了解到，2024年3月29日，最新一期《科学》(Science)以长文形式发表题为“具有大压电响应的可生物降解铁电分子晶体”的文章，该成果由东南大学团队完成，科研人员首次将铁电化学与生物电子学有机结合，创新性地开发了一例压电响应直追无机陶瓷钛酸钡(BTO)的可生物降解有机铁电晶体。这是自1880年居里兄弟发现压电效应以来的一个里程碑式的重大突破。东南大学的研究成果使得可植入式压电材料的压电性能达到新的高度。《科学》审稿人对于该工作给予了高度评价，认为它是瞬态可植入压电材料领域里程碑式的关键突破。
压电材料是一类能够实现机械能与电能相互转换的材料，具有压电效应。压电材料在受到压力作用时，会在两端面间出现电压，这是由于晶体材料的内部结构发生变化，导致电荷的重新分布。这种特性使得压电材料在许多领域都有广泛的应用，如超声波探测、振动传感、声音放大等。
常见的压电材料包括晶体、陶瓷、高分子材料等。其中，晶体材料如石英、铌酸钾等具有较高的压电系数，但机械性能较差;陶瓷材料如钛酸钡、锆钛酸铅等具有较高的机械强度和良好的温度稳定性，但压电系数较低;高分子材料如聚偏氟乙烯(PVDF)具有较高的柔韧性和可加工性，同时具有较好的压电性能。
压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如，压电材料已被用来制作智能结构，此类结构除具有自承载能力外,还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能，在未来的飞行器设计中占有重要的地位。
从国内压电石英产量来看，据统计，2017年国内压电石英材料产量为953吨，到2020年产量上升至1082吨;2016年的需求量为1391吨，2020年为1544吨，国内需求量呈波动增加趋势。近几年进口量逐渐下降，2017年我国石英材料进口量达400.2吨，到2020年石英材料进口量下降至279吨，较2019年同期减少54吨，同比下降16%，主要由于国内产能提升。
根据中研普华产业研究院发布的《2024-2029年中国压电材料行业发展前景及深度调研分析报告》显示：
从压电陶瓷市场现状来看，根据相关数据统计，2020年全球压电陶瓷技术市场规模达到了576亿元，预计2026年将达到745亿元，年复合增长率CAGR为3.7%。我国压电材料企业数量众多，能够生产的产品种类较为齐全，涌现出一批优秀企业，例如天通股份、中科三环、无锡好达电子等。但我国压电材料行业集中度低，排名前三的企业合计市场份额占比仅为10%左右，大部分企业规模偏小，资金实力较弱。
压电材料行业技术创新不断涌现。新的压电材料技术，如柔性压电材料和纳米材料等，为行业带来了新的发展机遇。这些新技术不仅提高了压电材料的性能，还拓宽了其应用领域，为压电材料行业的进一步发展提供了动力。随着环保意识的提高，压电材料作为一种可以转换机械能为电能的技术，在可持续发展领域得到了更多的关注。
特高频压电材料不仅在传统应用领域如通讯、安防监控、航空航天和自动化技术等行业有广泛应用，还在一体化电路、显示器、磁记录、激光器等各个领域得到应用。并且，其应用领域已经从功率放大设备和收发站领域扩展到广播电视节目传输、地基无线电台及数字化系统卫星设备等新兴领域，市场需求量大幅增加。
随着电子、通信、航空航天等领域的快速发展，对压电材料的需求不断增长，为行业的发展提供了广阔的市场空间。特别是在新能源汽车和智能电子设备领域，压电材料因其尺寸小、重量轻、功率低、性能可靠等特性，能够满足精细化应用的要求，应用前景十分广阔。总的来说，压电材料行业市场未来的趋势和前景十分乐观，但也需要在解决现有问题的基础上，加强技术创新和产业升级，以适应不断变化的市场需求。
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