自修復陶瓷,又稱自愈合陶瓷,指在損傷后能夠部分或完全恢復其原始結構與性能的先進陶瓷材料。自修復陶瓷具備原位修復能力強、環境適應性強、高溫穩定性好、硬度高等特點,未來有望在航空航天、醫療衛生、核能等眾多領域獲得廣泛應用。
自修復陶瓷通常在基體陶瓷中加入三元MAX相、二元陶瓷、過渡金屬、二元金屬間化合物等修復劑制得。氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯和二氧化硅等為自修復陶瓷主要基體材料。我國為氧化鋁生產大國,2025年其產量超過9000萬噸。原材料優勢將為我國自修復陶瓷行業發展提供有利條件。
化學氣相沉積法(CVD)以及3D打印法為自修復陶瓷主要制備方法。3D打印法指先將基體材料和修復劑相混合,再經過SLA打印成型、脫脂、燒結等流程制得成品。目前,受技術壁壘高等因素限制,我國自修復陶瓷尚未實現大規模生產。
近年來,我國自修復陶瓷研發熱情持續高漲,已取得眾多新進展。2025年1月,湘潭大學尹冰冰、楊熠團隊研發出一種新型高熵硅化物陶瓷(ZrTaTiCrHf)Si2,通過調控Zr和Ti的比例,能有效提升該陶瓷材料的自修復性能以及抗氧化性能。未來隨著研究不斷深入,我國自修復陶瓷行業發展速度將有所加快。
根據新思界產業研究中心發布的《
2026年中國自修復陶瓷市場專項調研及企業“十五五規劃”建議報告》顯示,自修復陶瓷作為一種功能材料,未來有望在航空航天、醫療衛生、核能等眾多領域獲得應用。在航空航天領域,自修復陶瓷可用于制造高超聲速飛行器、航空發動機熱端部件等;在醫療衛生領域,其可用于制造骨科植入材料;在核能領域,其可用于新一代核反應堆燃料包殼制造過程中。
目前,自修復陶瓷行業尚處于起步階段,以實驗室研發為主。我國已布局自修復陶瓷行業研發及生產賽道的科研機構包括武漢理工大學、蘭州物化所、浙江大學、湘潭大學、東南大學、東華大學等。未來隨著技術進步,我國自修復陶瓷商用化進程有望加快。
新思界
行業分析人士表示,自修復陶瓷作為一種新型陶瓷材料,在眾多高新技術領域擁有廣闊應用前景。目前,我國自修復陶瓷行業發展仍面臨諸多問題亟待解決。預計未來一段時間,隨著研究深入、技術進步,我國自修復陶瓷行業發展速度不斷加快。
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