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复合超硬材料及其市场发展前景

来源:qqxcl 发表时间:2015-04-17 11:13:15 分享到
【摘要】
2000年前后我国超硬材料产业迎来了第一次产业大发展,传统的片状工艺被升级为粉末工艺,使得金刚石的成本大幅下降。此后中国的金刚石产量快速上升,年产量约占世界总产量的80%。近几年来,由于我国金刚石产业六面顶压机的大型化进展迅速,超硬材料产业迎来了第二次产业大发展,金刚石生产成本进一步降低,产品质量、

复合超硬材料是指以金刚石和立方氮化硼(CBN)单晶超硬材料为主要原材料,添加金属或非金属粘结剂并通过超高压高温烧结工艺制成的聚晶复合材料,是工业生产和加工所必需的新型复合材料,被广泛应用于机械、冶金、地质、石油、煤炭、木材、建筑、汽车、家电等传统领域,以及电子信息、航空航天、国防军工等高技术领域。

复合超硬材料的主要制品包括:石油/天然气钻头用金刚石烧结体(PCD)复合片、煤田/矿山工具用PCD复合片、PCD高品级拉丝模坯和PCD/聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具用复合片。

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2000年前后我国超硬材料产业迎来了第一次产业大发展,传统的片状工艺被升级为粉末工艺,使得金刚石的成本大幅下降。此后中国的金刚石产量快速上升,年产量约占世界总产量的80%。近几年来,由于我国金刚石产业六面顶压机的大型化进展迅速,超硬材料产业迎来了第二次产业大发展,金刚石生产成本进一步降低,产品质量、工艺技术均接近国际水平。国产金刚石复合片在切削刀、煤田、矿山工具等领域逐步替代进口金刚石复合片,国产高端石油复合片打入国际市场,出口量不断增加。

现阶段,我国复合超硬材料产业的发展有两个方面的显著优势:

其一:我国复合超硬材料产业的产业链已经形成一定规模,在原材料采购方面拥有本土优势。我国金刚石产量自20世纪90年代开始进入高速增长期,2009年产量达到54亿克拉,2011年产量已经达到110亿克拉,人造金刚石总产量占全球的90%以上。

其二:中国拥有相对较低的生产制造成本,在国际市场上拥有低价优势。随着技术研发和生产工艺的持续改进,复合超硬材料性价比逐渐体现,硬质合金、高速钢逐渐被金刚石替代,我国金刚石复合片产业化、规模化发展的时机已经成熟。

 

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目前,复合超硬材料下游需求呈现较快增长的态势,其中高品级金刚石的市场需求占整个市场的比例大约为60%~70%。首先,我国天然气产量一直呈现高速增长趋势,2011年我国天然气产量达到1025亿m3。随着我国油气产量的不断增长,对于油气用PCD复合片的需求量也表现出旺盛的需求。目前,油气用PCD复合片全球市场规模约为110亿元,我国市场空间大约为14亿元,发展潜力巨大。

中国是全球页岩气储量最多的国家,可采储量约为36.1万亿m3。我国将页岩气勘探开发作为国家能源战略的重要发展领域之一,2020年产量将达到600~1000亿m3。随着页岩气开发利用的深入,油气用PCD复合片必将迎来新的发展机遇。其次,在煤炭产量的不断带动下,我国矿用PCD复合片市场规模也在不断扩大。全球矿山用PCD复合片市场规模近200亿元,中国市场规模约为20亿元。

总之,全球经济复苏和国内宏观经济持续快速发展,将为复合超硬材料产业的进一步发展带来更大的发展机遇和市场空间。

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 对于大多数部件来说,这里所谓的塑料材料是指“可3D打印的”材料。由于已经创建了这些材料,并有望短期内出现在市场上,LE-OFET被认为可与现有主流的电子技术完全兼容。

 日本研究人员说,目前结合了光发射和光接收晶体管的电子器件性能目前还存在一些问题,需要有机化学家和物理学家协同努力来解决这些绊脚石。尽管该研究团队说,全塑料的高度柔性计算设备真正进入市场可能还需十年的时间,不过这项技术已经吸引了广泛的关注。

 日本国立材料研究所的Yutaka Wakayama以及Ryoma Hayakawa和Hoon-Seok Seo进行了这项研究。

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