新エネルギー分野におけるアルミナセラミックス材料の研究と応用

アルミナ セラミックは、Al2O3 を主原料とする非常に一般的かつ重要なセラミック材料です。 Al2O3にはさまざまな同形結晶があり、一般的な結晶形にはα、β、γ、θなどが含まれますが、これらはすべて高温でα-Al2O3に変換されます。

加熱中の Al(OH)3 の相変化

α-Al2O3 は、Al2O3 の中で最も安定な結晶形であり、その安定性はその結晶構造と密接に関係しています。

α-Al2O3 の結晶構造

α-Al2O3 は優れた特性を数多く備えており、α-Al2O3 をアルミナセラミックスとすることには非常に長い歴史があります。

α-Al2O3 の代表的な特性

アルミナセラミックの優れた特性により、アルミナセラミックは最も広く使用されているセラミックの1つであり、構造セラミック、耐火セラミック、光学セラミック、電子セラミック、バイオセラミックにおいて重要な役割を果たしています。

アルミナセラミックスの代表的な特性

アルミナセラミックスの機能と用途

アルミナセラミックスは、熱安定性、化学的安定性、圧電性、耐食性、電気絶縁性、化学吸着性、生体適合性、光透過性など、多くの実用的な特性と機能を備えています。

機械用途

アルミナセラミック焼結品は270MPaに達し、ホットプレス焼結品は480MPaに達することがあり、その優れた耐摩耗性により、セラミックス、切削工具、砥石車、ベアリングなどの製造分野で広く使用されています。 Al2O3 セラミック切削工具および業界で最も広く使用されています。

エレクトロニクスおよび電気アプリケーション

電子、電気、アルミナセラミック基板、床材、透明セラミックスや各種アルミナセラミックス、セラミック部品、電子材料、磁性材料などに最も広く使用されているアルミナ透明セラミックスおよび基板です。 

化学工学の応用

化学用途では、アルミナセラミックはアルミナセラミック耐食コーティングや化学フィラーボールなど多くの用途があり、その中でアルミナセラミックフィルムやケイ素鋼グレードのコーティングが研究され応用されています。

医療アプリケーション

アルミナセラミックスは、生体適合性、生体不活性性、安定性、高硬度、耐摩耗性に優れており、人工骨や人工関節材料の作製によく使用されています。

アルミナボール 粉砕メディアは良好な硬度、適度な密度、耐摩耗性、低価格などを備えているため、衛生セラミックスの構築に使用される原材料のほとんどはアルミナボール粉砕メディアの機械加工です。

その他のアプリケーション

宝石産業では、ルビーとサファイアは微量の不純物を含む酸化アルミニウムの結晶であり、さまざまな耐摩耗性コンポーネントとして使用できます。また、ドープされたサファイアは固体レーザーの光活性化コンポーネントとしても使用できます。

特に、アルミナセラミックスの光透過、波動透過、レーザーなどの機能特性は、エネルギー、軍事産業、機械、エレクトロニクス、医療などのハイテク分野での利用が進んでいます。

新エネルギー分野におけるアルミナセラミック材料の研究と応用

近年、世界的なエネルギー不足や環境問題の深刻化により、各国とも新エネルギー車への投資が増加しており、燃料車に代わる新エネルギー車の導入はほぼ避けられない傾向となっています。 2018年の中国の新エネルギー車産業の普及率は3.73%で、潜在的な市場空間は膨大です。

国内の新エネルギー車生産は引き続き増加 (10,000 台)

データ ソース: 公開情報の編集

2010 年から 2018 年までの中国の新エネルギー車の販売と普及率

データ ソース: 公開情報の編集

新エネルギー産業、特に新エネルギー自動車の爆発的な発展に伴い、アルミナセラミックス材料はその優れた物理的・化学的特性を活かして新エネルギー分野で大きく進歩することは間違いありません。