晶須材料是指自然形成或在人工控制條件下以單晶形式生長成的形態類似于纖維的須狀材料,晶須形態在自然界中較少見,人工控制生長是晶須材料主要生長方式。
晶須材料分為有機晶須材料(如纖維素晶須、聚4-羥基苯甲酯晶須等)、無機晶須材料兩大類,其中無機晶須材料又分為非金屬晶須材料、金屬晶須材料兩大類。經過多年積累,目前已有百余種晶須材料被開發出來,工業上應用較多的晶須材料包括碳化硅晶須、碳酸鈣晶須、硫酸鈣晶須、氧化鋁晶須、氧化鋅晶須、鈦酸鉀晶須、硼酸鋁晶須等。
晶須材料為針狀或毛發狀結晶物質,通常具有直徑小、原子排列高度有序、機械強度高、耐腐蝕、耐高溫、電絕緣等特點。根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2030年中國晶須材料行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,晶須材料常作為金屬基、陶瓷基、聚合物基等改性增強材料,制造質輕高強的結構件,在航天航空、工程機械、汽車制造、電子電器、建材、軌道交通等領域應用廣泛。
晶須材料種類多樣,不同材料制備方法不一,如碳酸鈣晶須制備方法包括尿素水解法、碳化法、復分解反應法、碳酸氫鈣加熱分解法等,碳化硅晶須生產方法分為氣相反應、固體反應兩大類,氧化鋅晶須制備方法包括超聲溶膠法、低溫水熱法、堿溶轉化法等。
碳化硅晶須是一種無機晶須材料,具有高度各向異性、內部結構缺陷極少、原子高度有序等特點,獨特的結構賦予了其優異的性能,因此碳化硅晶須又被稱為晶須之王。碳化硅晶須分為α型(六方和菱方結構)、β型(面心立方結構)兩種,其中β型碳化硅晶須綜合性能更好,商業化水平更高。全球碳化硅晶須相關企業主要有日本Tateho、美國ACMC、沈陽金屬所等。
氧化鋅晶須是一種先進的含鋅材料,其附加值高于金屬鋅和普通氧化鋅,可用于制造結構功能一體化材料、精密器材等。但由于制備效率低、原料利用率低,氧化鋅晶須產業化發展受到一定限制。我國氧化鋅晶須相關企業有成都天佑晶創科技有限公司、蘭州助劑廠有限責任公司等。
新思界
行業分析人士表示,晶須材料類型多樣,用途廣泛,可用作改性增強材料、摩擦材料、醫學材料、抗菌材料等,在航天、汽車、電子、醫療等領域已得到廣泛應用。目前晶須材料以人工控制生長為主,生長機理研究尚不完善,為提高晶須材料生產效率、擴寬其應用范圍,晶須材料制備技術有待進一步優化。
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