鋯-硼化合物包括一硼化鋯、二硼化鋯、三硼化鋯等,其中,二硼化鋯(ZrB2)適應(yīng)溫度范圍寬,性質(zhì)更為穩(wěn)定,是工業(yè)上主要應(yīng)用的鋯-硼化合物類型,一般情況下,硼化鋯陶瓷即指二硼化鋯陶瓷。硼化鋯陶瓷是一種硼化物陶瓷,屬于先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷,具有質(zhì)量較輕、硬度高、強(qiáng)度高、耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、導(dǎo)熱性好、導(dǎo)電性優(yōu)等特點(diǎn)。
硼化鋯制備方法主要有鋯硼元素直接合成法、碳熱還原法、硼熱還原法、氣相沉積法、溶膠-凝膠法等。其中,碳熱還原法適合工業(yè)化生產(chǎn),工藝流程簡(jiǎn)單,產(chǎn)量大,是以二氧化鋯、碳化四硼、氧化硼、炭黑/石墨為主要原料,在高溫條件下反應(yīng)合成二硼化鋯粉末,但產(chǎn)物粒徑大、雜質(zhì)含量高。制得硼化鋯粉末后,再經(jīng)燒結(jié)即可得到硼化鋯陶瓷,燒結(jié)方法主要有無壓燒結(jié)法、熱壓燒結(jié)法、高溫自蔓延燒結(jié)法、放電等離子燒結(jié)法等。
硼化鋯粉末是生產(chǎn)硼化鋯陶瓷的原料,現(xiàn)階段我國(guó)具備生產(chǎn)能力,但產(chǎn)能主要集中在中低端領(lǐng)域,超高溫硼化鋯粉末等高端原材料需求依賴進(jìn)口,主要自德國(guó)H.C.Starck等公司進(jìn)口。在國(guó)際政治、經(jīng)濟(jì)形勢(shì)多變背景下,關(guān)鍵原材料依靠進(jìn)口,價(jià)格高且供貨不穩(wěn)定,下游硼化鋯陶瓷行業(yè)發(fā)展受制于人,風(fēng)險(xiǎn)大且不具備核心競(jìng)爭(zhēng)力,無法進(jìn)一步提高行業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力,因此硼化鋯粉末自主生產(chǎn)勢(shì)在必行。
新思界
行業(yè)分析人士表示,我國(guó)“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料”重點(diǎn)專項(xiàng)中提出,面向冶金產(chǎn)業(yè)提升的發(fā)展需求,開發(fā)高品質(zhì)高溫合金制備用結(jié)構(gòu)陶瓷材料、冶金領(lǐng)域用高效節(jié)能硼化鋯陶瓷電極、薄帶連鑄用結(jié)構(gòu)功能一體化陶瓷材料的規(guī)模化生產(chǎn)工藝。在國(guó)家政策推動(dòng)下,我國(guó)硼化鋯陶瓷生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)模將不斷提升,硼化鋯粉末作為關(guān)鍵原材料有望實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn),硼化鋯陶瓷行業(yè)發(fā)展前景良好。