Rozwój rynku materiałów węglowo-ceramicznych

Kompozyty węglowo-ceramiczneW ostatnich latach odnotowaliśmy jeden z najszybciej rosnących obszarów popytu w sektorze produkcji sprzętu wysokiej klasy. Zasadniczo kompozyty węglowo-ceramiczne wprowadzają fazę ceramiczną z krzemku krzemu do matrycy węglowej wzmocnionej włóknem węglowym, tworząc wielofazową strukturę kompozytową „węgiel + ceramika” za pomocą takich metod, jak chemiczne osadzanie z fazy gazowej lub spiekanie w fazie ciekłej. Struktura ta zachowuje niską gęstość, odporność na wysoką temperaturę i odporność na szok termiczny materiałów węglowych, jednocześnie przezwyciężając wady materiałów z czystego węgla, takie jak słaba odporność na utlenianie i niewystarczająca odporność na zużycie. Skutkuje to dłuższą żywotnością i bardziej stabilną pracą w ekstremalnych warunkach, takich jak tarcie w wysokiej temperaturze, duże obciążenie i cykle o wysokiej częstotliwości. Ze względu na te wszechstronne zalety w zakresie wydajności, ceramika węglowa jest uważana za ważny materiał kandydata na wysokowydajne układy cierne nowej generacji i wysokotemperaturowe elementy konstrukcyjne.

Od dłuższego czasu zastosowaniemateriałów węglowo-ceramicznychkoncentruje się głównie w zastosowaniach najwyższej klasy, takich jak układy hamulcowe w lotnictwie i wyścigach. Wysoka cena, złożone procesy i ograniczone moce produkcyjne utrudniają jej penetrację na większe rynki przemysłowe. Jednakże wraz z poprawą krajowych możliwości produkcyjnych wysokiej klasy i kontrolą kosztów, materiał ten stopniowo przekracza próg pomiędzy „materiałami laboratoryjnymi” a „materiałami inżynieryjnymi” i zaczyna wkraczać do szerszych dziedzin przemysłu, takich jak transport kolejowy, nowy sprzęt energetyczny i produkcja półprzewodników.

W globalnym systemie dostaw materiałów kompozytowych z ceramiki węglowej Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes (BSCCB), spółka joint venture pomiędzy włoskim Brembo S.p.A. a niemiecką SGL Carbon, posiada pewien udział w rynku na całym świecie dzięki latom badań i rozwoju oraz możliwościom masowej produkcji luksusowych i wydajnych samochodowych układów hamulcowych. Firma Surface Transforms plc z Wielkiej Brytanii ma silną pozycję w segmentach wyścigów i samochodów wyczynowych. Inni dostawcy to AP Racing i japońska firma AKEBONO.

W porównaniu z tradycyjnymi metalowymi tarczami hamulcowymi, materiały węglowo-ceramiczne znacznie zmniejszają masę przy zachowaniu tej samej wytrzymałości, a jednocześnie posiadają wyższą pojemność cieplną i lepszą odporność na blaknięcie pod wpływem ciepła, utrzymując stabilny współczynnik tarcia nawet przy hamowaniu z dużą prędkością i częstymi start-stopami. Ten połączony efekt lekkości i wysokiej niezawodności ma praktyczne znaczenie w systemach transportu kolejowego, w których priorytetem jest oszczędność energii, redukcja emisji i bezpieczeństwo operacyjne, dzięki czemu hamulce węglowo-ceramiczne są kluczowym elementem wysokiej klasy pociągów nowej generacji.

Materiały węglowo-ceramiczne mają także duży potencjał wzrostu na rynku samochodów osobowych. Ponieważ wysokiej klasy nowe pojazdy energetyczne i samochody wyczynowe coraz częściej wymagają lekkości i stabilności hamowania, węglowo-ceramiczne tarcze hamulcowe stopniowo przenikają z supersamochodów do modeli luksusowych i wyczynowych. Lżejsza masa nieresorowana poprawia reakcję na prowadzenie, a dłuższa żywotność przekłada się na niższe całkowite koszty konserwacji w całym cyklu życia. Wraz ze wzrostem mocy produkcyjnych i dojrzałymi procesami produkcyjnymi koszt jednostkowy tarcz hamulcowych z ceramiki węglowej stopniowo maleje. Gdy krzywa kosztów przekroczy krytyczny punkt przegięcia, rynek motoryzacyjny może stać się jednym z największych scenariuszy zastosowań materiałów węglowo-ceramicznych.

Oprócz sprzętu transportowego strukturę popytu na materiały węglowo-ceramiczne zmieniają również branże produkcyjne pracujące w wysokich temperaturach, takie jak fotowoltaika i półprzewodniki. W procesach wyciągania kryształów fotowoltaicznych i obróbce cieplnej elementy konstrukcyjne pola termicznego muszą pracować przez dłuższy czas w środowiskach o wysokiej temperaturze, co wymaga niezwykle wysokiego poziomu odporności na ciepło, odporność na szok termiczny i stabilność wymiarową. Chociaż tradycyjne materiały grafitowe charakteryzują się pewną odpornością na temperaturę, mają ograniczenia w zakresie wytrzymałości i żywotności. Materiały węglowo-ceramiczne, charakteryzujące się doskonałą odpornością na utlenianie i właściwościami mechanicznymi, mogą wydłużyć żywotność sprzętu i zmniejszyć częstotliwość wymiany, stopniowo stając się kierunkiem modernizacji wysokiej klasy sprzętu termicznego. W miarę ewoluowania linii produkcyjnych fotowoltaiki w kierunku większych rozmiarów i wyższej wydajności, wymagania dotyczące wydajności materiałów termicznych wciąż rosną, otwierając nowe, rosnące rynki dla firm produkujących ceramikę węglową.

Sektor półprzewodników to kolejny typowy rynek o wysokiej barierowości. Procesy wzrostu kryształów, epitaksji i obróbki cieplnej w wysokiej temperaturze wymagają dużej ilości materiałów konstrukcyjnych i pojemnikowych o wysokiej czystości, odpornych na wysokie temperatury i o niskim poziomie zanieczyszczeń. Materiały kompozytowe węglowo-ceramiczne posiadają wyjątkowe zalety w zakresie stabilności termicznej i wytrzymałości mechanicznej, dzięki czemu nadają się do tygli i powiązanych elementów wysokotemperaturowych. W miarę ciągłego doskonalenia krajowych możliwości produkcyjnych w zakresie półprzewodników, stale rośnie znaczenie lokalnych dostaw materiałów wysokiej klasy. Skupienie się Shixin New Materials na półprzewodnikach jest naturalnym wyborem zgodnym z trendem krajowej substytucji w łańcuchu przemysłowym.

Z punktu widzenia rozwoju przemysłu materiały kompozytowe węglowo-ceramiczne przechodzą fazę dyfuzji od „scenariuszy weryfikacji” do „zastosowań na dużą skalę”. Tranzyt kolejowy przeszedł najpierw testy niezawodności, pojazdy osobowe wchodzą w okres modernizacji konfiguracji, a fotowoltaika i półprzewodniki oferują wyższe standardy materiałowe w procesach produkcyjnych w wysokiej temperaturze. Skoncentrowane uwolnienie popytu z różnych rynków końcowych w tym samym czasie oznacza, że ​​materiały węglowo-ceramiczne nie są już ograniczone do jednej ścieżki, ale wykazują cechę równoległej penetracji w wielu branżach. Dla firm zajmujących się materiałami ten zróżnicowany scenariusz oznacza, że ​​formy produktów, trasy procesów i metody organizacji zdolności produkcyjnych muszą ewoluować jednocześnie, przechodząc od dostarczania pojedynczych tarcz hamulcowych lub pojedynczych komponentów do zapewniania bardziej kompletnych rozwiązań w zakresie wysokotemperaturowych komponentów konstrukcyjnych i systematycznych możliwości wsparcia.

Na tym tle logika strategiczna Semicorex staje się coraz bardziej jasna: z jednej strony wzmacnia ona bariery technologiczne i certyfikacyjne na rynkach charakteryzujących się wysokimi barierami, takimi jak transport kolejowy, tworząc efekt demonstracyjny; z drugiej strony powiela swoje możliwości w zakresie ceramiki węglowej w nowych dziedzinach, takich jak pojazdy osobowe, fotowoltaiczne pola termiczne i półprzewodniki, kierując się dwoma głównymi kierunkami: zmniejszaniem ciężaru i produkcją w wysokiej temperaturze. W miarę kontynuacji modernizacji sprzętu na dalszym etapie „obecność” materiałów węglowo-ceramicznych w większej liczbie kluczowych komponentów będzie nadal rosnąć, a ich rola będzie stopniowo ewoluować od jednopunktowego materiału zastępczego do podstawowego materiału pomocniczego w wysokiej klasy systemach produkcyjnych. Zmiana ta po cichu zmienia konkurencyjny krajobraz chińskiego przemysłu wysokowydajnych materiałów kompozytowych i otwiera większe możliwości rozwoju dla firm posiadających możliwości inżynieryjne.

Semicorex oferuje wysoką jakośćwyroby węglowo-ceramiczne. Jeśli masz jakiekolwiek pytania lub potrzebujesz dodatkowych szczegółów, nie wahaj się z nami skontaktować.

Numer telefonu kontaktowego +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com