氣相二氧化硅的應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)多元化發(fā)展的趨勢分析

氣相二氧化硅的應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)多元化發(fā)展的趨勢分析氣相二氧化硅的應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)多元化發(fā)展的趨勢氣相二氧化硅最重要的用戶是有機(jī)硅行業(yè)，其中以硅橡膠為主，硅橡膠在航空航天、國防工業(yè)、機(jī)械制造、電子電器、建筑裝飾、居家用具、生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域具有不可替代的作用，是公認(rèn)的新型先進(jìn)合成材料，在新基建中也發(fā)揮了重要重要。除了硅橡膠以外，氣相二氧化硅還可以用于填充硅樹脂，特別是用于電子領(lǐng)域和硅橡膠混煉中的硅樹脂。我國是涂料生產(chǎn)和消費(fèi)大國，在涂料中加入氣相二氧化硅，可提供防結(jié)塊、防流掛、乳化性、消光性、懸浮、增稠和觸變等功能。氣相二氧化硅也為樹脂基復(fù)合材料的合成提供了新的機(jī)遇，可以達(dá)到改善樹脂基材料性能的目的。在膠粘劑中，氣相二氧化硅主要作為補(bǔ)強(qiáng)劑和添加劑，起到流變控制、防沉降、防止流掛和補(bǔ)強(qiáng)作用。此外，氣相二氧化硅在化學(xué)機(jī)械拋光、復(fù)合材料、膠體電池、消泡劑、污水處理、農(nóng)業(yè)、化妝品、食品、醫(yī)藥、絕熱保溫材料等領(lǐng)域中也有廣泛的應(yīng)用空間。隨著未來氣相二氧化硅下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，應(yīng)用領(lǐng)域的多元化為氣相二氧化硅提供了廣闊的市場空間。全球氣相二氧化硅發(fā)展歷程氣相二氧化硅，俗稱氣相法白炭黑，是由硅的鹵化物（主要是一甲基三氯硅烷和四氯化硅，少部分企業(yè)使用三氯氫硅）在氫氧火焰中高溫水解生成的帶有表面羥基的無定形納米級白色粉末，常態(tài)下為白色絮狀粉末，該產(chǎn)品具有粒徑小、比表面積大、化學(xué)純度高、分散性能好等特征。氣相二氧化硅在補(bǔ)強(qiáng)、增稠、觸變、防沉、抗流掛、吸附、隔熱等方面的性能更優(yōu)異于沉淀法產(chǎn)品，因其產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)與硅橡膠相似，可以大幅提高硅橡膠制品的抗拉強(qiáng)度，提高彈性模量和伸長率，因此其在硅橡膠領(lǐng)域的使用量較大。由于氣相二氧化硅的制備工藝更加復(fù)雜，市場價(jià)格較高，除主要用于硅橡膠外，其作為功能性添加劑在油墨涂料、合成樹脂、化學(xué)機(jī)械拋光、復(fù)合材料、膠體電池、消泡劑、污水處理、農(nóng)業(yè)、化妝品、食品、醫(yī)藥、絕熱保溫材料等相關(guān)領(lǐng)域也有著廣泛應(yīng)用。二十世紀(jì)初期，隨著世界范圍內(nèi)橡膠工業(yè)的快速發(fā)展，橡膠工業(yè)的補(bǔ)強(qiáng)填料主要是氧化鋅，到二十世紀(jì)二十年代，隨著炭黑的試制成功從而開創(chuàng)了橡膠補(bǔ)強(qiáng)的新時(shí)代，將炭黑用于橡膠補(bǔ)強(qiáng)使橡膠的力學(xué)性能得到極大的提高，然而炭黑最大的缺點(diǎn)是其本身為一種黑色粉末，其顏色屬性決定了炭黑不能用于制備淺色或彩色橡膠制品。到了二十世紀(jì)四十年代，德國Degussa公司成功開發(fā)出以四氯化硅在氫氧火焰中高溫水解制備氣相二氧化硅的工藝，隨著氣相二氧化硅產(chǎn)品的出現(xiàn)，賦予了橡膠及硅橡膠產(chǎn)品極好的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度，打破了黑色橡膠獨(dú)占市場的局面。從全球氣相二氧化硅消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，有機(jī)硅行業(yè)是氣相二氧化硅主要的消費(fèi)領(lǐng)域，其中以硅橡膠為主。硅橡膠具有較好的耐高低溫、隔熱、絕緣、防潮、防化學(xué)腐蝕、抗污染和生理惰性，在航天、航空、國防工業(yè)、機(jī)械制造、建筑裝飾、生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域具有不可替代的作用，是公認(rèn)的新型先進(jìn)合成材料。氣相二氧化硅在硅橡膠中最重要的作用是補(bǔ)強(qiáng)，添加氣相二氧化硅后可顯著提高硅橡膠制品的強(qiáng)度及力學(xué)性能，另外還能提高硅橡膠的抗高溫性和耐化學(xué)性，使硅橡膠應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。氣相二氧化硅的應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)多元化發(fā)展的趨勢我國是涂料生產(chǎn)和消費(fèi)大國，在涂料中加入氣相二氧化硅，可提供防結(jié)塊、防流掛、乳化性、消光性、懸浮、增稠和觸變等功能。氣相二氧化硅也為樹脂基復(fù)合材料的合成提供了新的機(jī)遇，可以達(dá)到改善樹脂基材料性能的目的。在膠粘劑中，氣相二氧化硅主要作為補(bǔ)強(qiáng)劑和添加劑，起到流變控制、防沉降、防止流掛和補(bǔ)強(qiáng)作用。此外，氣相二氧化硅在化學(xué)機(jī)械拋光、復(fù)合材料、膠體電池、消泡劑、污水處理、農(nóng)業(yè)、化妝品、食品、醫(yī)藥、絕熱保溫材料等領(lǐng)域中也有廣泛的應(yīng)用空間。隨著未來氣相二氧化硅下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，應(yīng)用領(lǐng)域的多元化為氣相二氧化硅提供了廣闊的市場空間。近年來，隨著我國環(huán)保政策密集出臺，環(huán)保力度進(jìn)一步加大，多地陸續(xù)出臺了多個(gè)涉及化工園區(qū)的環(huán)境、整頓、提升、搬遷等政策。隨著環(huán)保要求的提高，目前國內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模較小、技術(shù)水平及環(huán)保投入較低的企業(yè)將逐步被淘汰。氣相二氧化硅由于生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，設(shè)備投入較大，部分企業(yè)未來可能將因?yàn)楫a(chǎn)能規(guī)模及環(huán)保不達(dá)標(biāo)等因素逐步退出市場，市場格局及行業(yè)集中度將向研發(fā)能力突出、技術(shù)工藝先進(jìn)的企業(yè)集中，從而使具有核心競爭能力的企業(yè)進(jìn)一步提高市場份額及競爭力。國內(nèi)的多晶硅產(chǎn)業(yè)起步于上世紀(jì)六十年代，隨著本世紀(jì)初國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，多晶硅產(chǎn)能在大幅提高的同時(shí)，必然導(dǎo)致其還原反應(yīng)中的副產(chǎn)物四氯化硅的消化成為多晶硅行業(yè)發(fā)展的瓶頸。目前隨著國內(nèi)多晶硅企業(yè)普遍采用冷氫化技術(shù)回收及循環(huán)使用大部分的四氯化硅副產(chǎn)物，導(dǎo)致四氯化硅供應(yīng)量大幅減少，使得純粹采用四氯化硅作為原材料生產(chǎn)氣相二氧化硅的企業(yè)可能面臨原材料短缺的風(fēng)險(xiǎn)。納米金屬粉體下游廣泛應(yīng)用納米金屬粉體可以廣泛應(yīng)用在電子、電氣、通訊、汽車、機(jī)械、冶金、化工、生物、航空航天、國防等行業(yè)中。在電子及通訊產(chǎn)業(yè)中，納米金屬粉體主要用來制造電子元器件、多層陶瓷電容器等;在生物領(lǐng)域，納米金屬粉體可用于抗癌研究、抗菌研究等方面;在化工行業(yè)，納米金屬粉體主要用在有機(jī)催化領(lǐng)域;在電氣行業(yè)中，納米金屬粉體可用于電催化、鋰電池生產(chǎn)等方面。鐵基粉末是金屬粉末行業(yè)中最為重要的粉末品種，以鐵基粉末為代表的金屬粉末是一種新型產(chǎn)業(yè)原材料，屬于制造業(yè)重要原材料領(lǐng)域，對中國制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高端突破，完成產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型具有重要的戰(zhàn)略意義。鐵基粉末是金屬粉末行業(yè)中最為重要的粉末品種，鐵基粉末行業(yè)下游應(yīng)用主要包括粉末冶金制品、金剛石工具、磁性材料、熱噴涂、冶金輔料及焊材領(lǐng)域，終端應(yīng)用包括交通工具、家用電器、電動工具、3C電子及醫(yī)療器械等眾多行業(yè)。粉末冶金是一門新興的材料制備技術(shù)，具有綠色、高效、低碳、可持續(xù)性的特點(diǎn)，生產(chǎn)的產(chǎn)品在汽車、摩托車、家電、冶金、機(jī)械、紡織、化工、環(huán)保、能源等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。近年來，該技術(shù)有了突破性進(jìn)展，金制品需求量的增長。一系列新工藝、新技術(shù)大量涌現(xiàn)，使整個(gè)粉末冶金領(lǐng)域的研究內(nèi)容更加深入，粉末冶金已成為高性能材料和機(jī)械零件的制備技術(shù)之一。納米金屬粉末行業(yè)市場前景納米金屬粉體綜合性能優(yōu)異，其制造技術(shù)壁壘高。由于納米金屬粉體可以滿足對材料要求日益嚴(yán)苛的制造業(yè)需求，并且其產(chǎn)品附加值更高，無論是從國家發(fā)展戰(zhàn)略來看，還是從企業(yè)提升競爭力與盈利能力來看，均具有較高開發(fā)價(jià)值，因此行業(yè)發(fā)展受到全球各國重視。伴隨金屬粉末制備工藝的不斷提升，金屬粉末終端應(yīng)用不斷拓展。以下游粉末冶金制品行業(yè)為例，伴隨注射成型、3D打印等新型技術(shù)逐步落地，并且在企業(yè)成本及環(huán)保雙重壓力下，粉末冶金工藝優(yōu)勢不斷顯現(xiàn)，粉末冶金在航空航天、高端裝備及醫(yī)療器械等終端應(yīng)用領(lǐng)域市場廣闊。隨著下游應(yīng)用行業(yè)的快速發(fā)展以及金屬粉末應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，金屬粉末行業(yè)迎來了快速發(fā)展期。傳統(tǒng)的金屬粉末以鐵基粉末和銅基粉末為主，但隨著粉末冶金工藝的升級和新能源、航空航天等領(lǐng)域需求的爆發(fā)，其他金屬粉末近幾年也快速發(fā)展，尤其是金屬3D打印等技術(shù)的崛起帶動了包括鈦粉、鋁粉、鎳粉、鈷粉、錫粉、鉻粉在內(nèi)的其他金屬粉末百花齊放。金屬粉末100多年來主要被歐美日俄等發(fā)達(dá)國家的龍頭企業(yè)壟斷，中國企業(yè)普遍是2000年之后才開始在金屬粉末領(lǐng)域布局和發(fā)力。近幾年中國金屬粉末企業(yè)快速崛起，在多粉末多領(lǐng)域進(jìn)行。我國市場對高性能新材料的需求不斷增長，納米金屬粉體憑借其優(yōu)良綜合性能，應(yīng)用范圍以及需求量還在不斷擴(kuò)大。但與發(fā)達(dá)國家相比，我國納米金屬粉體行業(yè)高端生產(chǎn)力較為不足，較多企業(yè)以中低端產(chǎn)品生產(chǎn)為主，行業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，未來還有較大優(yōu)化空間。在海外市場中，納米金屬粉體主要生產(chǎn)商有日本昭榮化學(xué)、日本同和、日本福田、德國賀利氏、美國艾慕科技、美國NovaCentrix、、美國元素公司、加拿大CVMR等。在多領(lǐng)域需求的共同推動下，我國金屬粉末企業(yè)加速發(fā)展，一批專精創(chuàng)新細(xì)分行業(yè)龍頭企業(yè)密集上市，如鉑新材料、東木股份、粵安新材料、錢波新材料、億通新材料、友研粉末材料、思銳新材料、鉑力、中州特材等。從營收來看，2021年，東木股份營收居首，為35．91億元，研粉材料緊隨其后，營業(yè)收入27．81億元。除粵安新材外其他企業(yè)營業(yè)收入均超過5億元。從歸母凈利潤來看，2021年，錢波新材凈利潤最高，為2．38億元，此外，鉑新材和億通新材凈利潤分別為1．2億元和0．96億元。從毛利率來看，鉑濤、錢波新材、粵安新材2021年毛利率排名前三，分別為48．2%、38．3%、37．4%。從凈利率來看，心悅新材和錢波新材的凈利率都在20%以上，而億通新材和鉑新材的凈利率都在15%以上。預(yù)計(jì)全球市場規(guī)模將從2022年的95億美元增至2032年的193億美元，年均復(fù)合增長率（CAGR）為7．4%。美國是金屬粉末最大的消費(fèi)國，其次是中國。PMR預(yù)計(jì)2022年美國的市場規(guī)模將達(dá)到27億美元，北美市場占比達(dá)30．9%。各種技術(shù)進(jìn)步和尖端制造技術(shù)的迅速采用將促進(jìn)美國金屬粉末需求快速增長。由于對高精度、耐用性和高強(qiáng)度組件的需求，PMR預(yù)計(jì)3D打印將在醫(yī)療保健和國防部門經(jīng)歷高速增長。中國是世界第二大經(jīng)濟(jì)體，同時(shí)是全球制造業(yè)大國，金屬粉末在電子、汽車、航空航天、新能源、醫(yī)療等領(lǐng)域應(yīng)用空間廣闊，疊加產(chǎn)業(yè)升級和進(jìn)口替代，中國的金屬粉末市場規(guī)模有望進(jìn)入加速擴(kuò)張階段。金屬粉末可以分為單一金屬粉末和合金粉末。單一金屬粉末分為鐵粉、銅粉、鋁粉、鎳粉、鈦粉、鉛粉、錫粉、鈷粉、鉻粉、銀粉等，被廣泛應(yīng)用于粉末冶金結(jié)構(gòu)零件、金剛石工具、磁性材料、摩擦材料電池等下游領(lǐng)域。金屬粉末在新能源、航空航天等新興領(lǐng)域的驅(qū)動下，需求進(jìn)入規(guī)?；铀僭鲩L時(shí)期，市場空間有望達(dá)到千億以上規(guī)模，疊加中國持續(xù)推動高端制造和產(chǎn)業(yè)升級，國內(nèi)的金屬粉末企業(yè)步入加速成長階段。金屬納米材料是納米材料的一個(gè)重要分支。金屬納米粉體屬零維納米材料，其原子和電子結(jié)構(gòu)不同于化學(xué)成分相同的金屬粒子。它具有不同于宏觀物體和單個(gè)原子的磁、光、電、聲、熱、力及化學(xué)等方面奇異特性。納米金屬粉體可采用直接霧化法、液相法、氣相法、固相法、球磨法、等離子體氣化法、等離子旋轉(zhuǎn)電極法等工藝進(jìn)行制備，生產(chǎn)的產(chǎn)品主要包括納米銅粉、納米鋁粉、納米鎳粉、納米銀粉、納米合金粉等。二氧化硅應(yīng)用不斷拓展發(fā)展?jié)摿^大二氧化硅（Silicondioxide）又稱硅石，是一種酸性氧化物，常溫下為固體，化學(xué)式為SiO??；瘜W(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不跟水反應(yīng)，是酸性氧化物，且不跟一般酸反應(yīng)，但溶于氫氟酸及熱濃磷酸，能和熔融堿類起作用。自然界中，存在有結(jié)晶二氧化硅和無定形二氧化硅兩種，純凈的天然二氧化硅晶體，是一種堅(jiān)硬、脆性、難溶的無色透明的固體，可用以制造電子工業(yè)的重要部件、光學(xué)儀器和工藝品；二氧化硅膠化脫水后就是瑪瑙；二氧化硅含水的膠體凝固后就成為蛋白石；二氧化硅晶粒小于幾微米時(shí)，就組成玉髓、燧石、次生石英巖。分類來看，當(dāng)前我國二氧化硅按生產(chǎn)方法分類，可分為氣相法二氧化硅和沉淀法二氧化硅。其中氣相法二氧化硅主要是用高溫氣相水解法生產(chǎn)二氧化硅；沉淀法二氧化硅主要是用沉淀法生產(chǎn)二氧化硅。就我國二氧化硅行業(yè)下游應(yīng)用來看，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括玻璃制造（平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品、玻璃布及防射線特種玻璃等的主要原料），陶瓷及耐火材料（瓷器的胚料和釉料，窯爐用高硅磚、普通硅磚以及碳化硅等的原料），冶金（硅金屬、硅鐵合金和硅鋁合金等的原料或添加劑、熔劑），建筑（混凝土、膠凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能檢驗(yàn)材料等），化工（硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，無定形二氧化硅微粉），機(jī)械，電子，橡膠、塑料，涂料，