氮化硅是一種硬度高、結構穩定、熱膨脹系數小,抗氧化和抗侵蝕性能好的一種的陶瓷材料,可用于制造高性能氮化硅陶瓷結構件、坩堝涂層等。近年來,伴隨著機械制造行業進一步向高精度、高速度方向發展,對于軸承的性能要求越來越來,傳統金屬軸承難以滿足需求,陶瓷具有密度小、彈性模量高、線膨脹系數小、耐磨等優良性能,陶瓷軸承受到關注。
陶瓷軸承具有轉速和加速能力高、壽命長、摩擦損失小、絕緣性好等優點,應用廣泛,且可以適應部分極端工況。陶瓷軸承中的陶瓷材料主要包括氮化硅、氧化鋯等,其中使用最多的是氮化硅。氮化硅陶瓷在發生時效時不會直接碎裂,更適合用于高性能軸承中。
新思界產業研究中心整理發布的《
2024-2028年陶瓷軸承用氮化硅粉體行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,陶瓷軸承用氮化硅粉體的純度、粒度等對于陶瓷軸承的質量具有較大影響。陶瓷軸承用氮化硅粉體制備的方式主要包括硅粉氮化法、氣相沉淀法、氨解法、燃燒合成法等。其中硅粉氮化法是最早的制備氮化硅粉體所使用的方法,被廣泛使用,該發放成本低且較為簡單但是效率不高且容易摻入雜質。氣相沉淀法由于反應過程為氣相反應,混合均勻,反應過程速度很快,容易通過控制氣象流動來控制反應進度。氨解法效率高,產品純度高,是商業化生產高質量氮化硅粉末采用的主要方法。
目前,國內高品質的氮化硅原料較少,陶瓷軸承用氮化硅粉體材料對于進口產品較為依賴,主要供應商包括日本宇部興產、東芝等。日本宇部興產成立于1897年,最初主要進行煤炭開采業務,目前以化學材料為核心。日本宇部興產采用液氨(硅胺熱解)法氮化硅粉體,產品性能優異,正在擴產,計劃于2025年下半年投產。東芝是粉體一體化企業,具備從氮化硅粉體到陶瓷球制造的能力,近年來東芝多次擴產其氮化硅球生產能力。國內陶瓷軸承用氮化硅粉體材料生產企業主要有青島瓷興。青島瓷興成立于2018年,主要從事高性能氮化硅粉體生產,可應用于新能源汽車、高鐵動車、電子導熱、LED熒光粉、醫用陶瓷、風力發電、光伏等。青島瓷興采用燃燒合成法制備氮化硅粉體,其S系列產品是高性能氮化硅軸承球專用粉體,可用于生產G3、G5級氮化硅軸承球。