但纯氧化锆在不同温度下分别表现为单斜晶系(常温)、四方晶系(高温)和立方晶系(更高温)三种晶型,而单斜晶相与四方晶相的转变有7~9%的体积变化,易造成材料破裂,所以单纯的氧化锆难以生产。
而相较于普通微米级复合氧化锆,粉末粒径更细小的纳米复合氧化锆由于更卓越的物理性能、化学性能和纳米性能(比表面积大、加工精度高、储氧能力强),具有更高的附加使用价值,正被广泛应用于光纤插芯、医学义齿、陶瓷结构件、汽车氧传感器等领域。近年来,纳米复合氧化锆下游行业渗透率逐步提升,尤其在消费电子和生物医疗领域,需求快速增长。
图表:下游应用
资料来源:中研普华产业研究院整理
纳米氧化锆其制备方法很多,例如化学共沉淀法、水热法、气相沉积法和气相热分解法等。粉体的关键性能包括粉粒的细度、分散性(是否容易结团)、成本(工艺和设备)、烧出来成品的良品率和抗摔性、可加工性等主要指标,但是每种制备各有优缺点,同时能兼顾成本及性能、产能规模的配方寥寥无几。综合考虑,水热法是目前最佳的工业化生产纳米级氧化锆粉体的方法,粉体纯度高、粒径小。
图表:纳米氧化锆制备方法
资料来源:中研普华产业研究院整理
目前纳米氧化锆粉体的产能和核心技术主要被日本东曹、第一稀元素和法国圣戈班等少数日法企业垄断,但其产能均以齿科材料、光通信结构件、催化剂等下游应用领域为主。由于应用于消费电子的陶瓷后盖发展时间较短且对氧化锆粉体的性能要求极高,导致其产能严重不足,且扩产速度慢。
作为手机后盖:氧化锆陶瓷莫氏硬度可达8.5,仅次于蓝宝石(莫氏硬度为9),而康宁玻璃的莫氏硬度为7,对比可以发现,氧化锆陶瓷的强度、硬度优于玻璃,但成本不到蓝宝石的四分之一。此外,氧化锆在高韧性、抗摔、耐腐蚀、易于着色等性能方面也表现更加出色。因素。尽管氧化锆陶瓷作为手机后盖性能突出,但目前市场上非金属后盖仍以玻璃为主。成本偏高和产能瓶颈是制约氧化锆后盖放量的主要原因,而生产工艺复杂、产业链条过长又是导致氧化锆后盖高成本和产能瓶颈的重要因素。
作为义齿材料:氧化锆陶瓷因其优异的机械性能、良好的生物相容性和优良的美学效果成为主流的齿科材料。目前临床上广泛应用的齿科材料包括金属材料、陶瓷材料、高分子树脂材料以及三者复合而成的复合材料。与其他材料相比,氧化锆陶瓷的高强度、高硬度、高断裂韧性等优势能够很好地解决常规全瓷冠材料强度和韧性不足的问题。此外,氧化锆极高的化学稳定性和热稳定性使其在生理环境中呈现惰性,从而具有很好的生物相容性。目前氧化锆陶瓷已成为齿科修复领域的主流材料之一,并越来越得到广泛应用。增长。近年来,受人口老龄化、疾病变化、高端医疗需求增长和医疗体制改革的推进等因素叠加,我国口腔医疗服务需求快速增长,居民诊疗数量和意愿都逐年提升,推动了我国齿科材料行业快速发展。
作为汽车尾气处理助催化剂:近年来,随着我国经济的增长,汽车保有量不断增加,现阶段,我国已成为全球机动车保有量最大的国家。根据公安部数据显示,截至2022年底,我国机动车保有量达4.17亿辆,其中汽车保有量为3.19亿辆。目前汽车尾气已经成为影响全球环境的重要因素,随着环保监管日益严格,尾气处理催化剂市场需求增加,铈锆固溶体作为高性能的催化助剂,其市场需求也将不断增加。
欲了解更多行业的市场数据及未来行业投资前景,请点击查看中研普华产业院研究报告《2023-2028年中国纳米氧化锆行业深度分析与发展前景预测报告》。

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