（1）纳米复合氧化锆市场情况
复合氧化锆，又称半稳定、稳定氧化锆，系加入金属氧化物稳定剂的二氧化锆，是无毒、无味的白色粉末，化学性质稳定，比表面积可控，是制造各类特种陶瓷、消费电子器件、光通讯器件、新能源材料、医疗器械材料的基础原料。
根据粉末粒径大小，复合氧化锆分为普通微米级复合氧化锆和纳米级复合氧化锆，普通微米级复合氧化锆可以满足一般的中低端陶瓷使用，而纳米级复合氧化锆粒径更小，制作的陶瓷具有高强度、耐高温、耐磨、绝热绝缘、抗腐蚀以及电学性能好等物化特性。纳米复合氧化锆生产企业主要集中在日本和欧美，布局较全的企业有第一稀元素、法国圣戈班、日本东曹等，据德邦研究所数据测算，其产能占比分别为21.01%、21.01%、12.61%。
（2）纳米复合氧化锆的下游市场及应用情况
①在消费电子领域的应用
A、手机背板领域
5G 时代要求信号传输速度更快，是 4G 的 1~100 倍。5G 通信将采用 3Ghz以上的频谱，其毫米波的波长更短，天线结构更为复杂，现有的天线布局结构无法满足 5G 的需求。与金属背板相比，陶瓷背板对信号无干扰，且拥有其他材料无可比拟的优越性能，受到手机生产商的青睐。在所有的陶瓷材料中，纳米复合氧化锆陶瓷既有玻璃的美观外形，又有高强度、高硬度、耐酸碱耐腐蚀及高化学稳定性等优点，同时具有抗刮耐磨、无信号屏蔽、散热性能优良等特点，因此5G 手机市场倾向于使用纳米复合氧化锆陶瓷背板。
2014 年 1 月，金立手机在国内首次推出以纳米复合氧化锆陶瓷作为背板材料的智能手机 W808。2016 年，小米 MIX 系列手机上市，成为第一个使用陶瓷背板的一线手机厂商。此后，小米 MIX 系列的每个新款均将陶瓷背板作为主打特色之一。
2019 年，三星 Galaxy S10+系列采用特别陶瓷背板，其背板制造工艺难度高，更具防刮性和防摔性，同时还具有金属光泽，硬度仅次于钻石以及蓝宝石，该款手机售价超万元。除此之外，苹果公司已于 2006 年和 2013 年提交关于纳米复合氧化锆陶瓷外壳领域的专利申请，有望在未来新机型中使用纳米复合氧化锆陶瓷背板。以往纳米复合氧化锆陶瓷手机背板的成本较高，每块成本约为 250 元，而玻璃背板的价格仅为 80 元左右，导致其渗透率比较低。
2016 年，手机背板中纳米复合氧化锆陶瓷材料渗透率仅 1%。随着技术工艺提升、规模化生产的推进，纳米复合氧化锆陶瓷背板的成本逐步降低，已降至 150-200 元。此外，随着国家大力推广 5G 应用，下游 5G 手机和无线快充的需求旺盛，陶瓷背板对信号无干扰的优势，将进一步带动纳米复合氧化锆陶瓷背板渗透率提升。
据中国信通院数据显示，2023 年中国市场 5G 手机出货量已达 2.40 亿部，同比增长 11.9%。5G 手机的普及和 4G 手机更新换代的浪潮，有望持续拉升对纳米复合氧化锆陶瓷背板的需求。
B、智能穿戴领域
纳米复合氧化锆除应用于手机背板外，还广泛应用于新型智能穿戴设备。随着消费电子行业的发展，智能穿戴设备的使用越来越广泛，其改进和创新也逐渐进入微创新时代，用户越来越倾向于使用体验感良好的产品。纳米复合氧化锆陶瓷具有高耐磨、耐酸碱、耐腐蚀、亲肤无过敏以及无信号屏蔽性等优点，使得配备纳米复合氧化锆陶瓷外壳的智能手表佩戴舒适，心率监测和心电图 ECG 监测等健康功能数据更为准确。
Apple Watch 产品问世就采用纳米复合氧化锆陶瓷，这对其它智能穿戴设备产品厂商形成了示范效应。智能手表产品在健康监测、通信、定位以及与智能家居互联等功能日益完善，在丰富的功能加持下愈发受到欢迎，出货增速可观。根据 IDC 统计数据，2024年中国市场腕带设备出货量为 6,116 万台，同比增长 19.3%。下游智能穿戴行业高速增长将带动纳米复合氧化锆需求的持续放量。
②在光纤通讯领域的应用
光通信是一种以光波为传输媒质的通信方式，是从电通信发展而来的，是成熟的电通信技术与先进的光子技术的结合。光通信与电通信相比，光通信原料为石英，节省金属材料，有利于资源合理使用。与此同时，光通信还具备传输频带宽、通信容量大、传输损耗低、中继距离长、线径细、重量轻、抗腐蚀能力强、抗辐射能力强等优点。陶瓷插芯与陶瓷套管是重要的光通信元件。陶瓷插芯所制成的光纤连接器是可拆卸、分类的光纤活动连接器，使光通道的连接、转换调度更加灵活，可供光通信系统的调试与维护。
光纤陶瓷插芯是以纳米复合氧化锆为主要原材料制作而成的陶瓷小管，中心有一微孔，主要应用于光纤连接器中，为光纤对接提供精确定位。陶瓷套管则主要用于生产光纤适配器和光收发模块的接口部分光纤之间的活动连接，两端插入带有电子陶瓷的光纤后，即可形成一条光通路。陶瓷套管与光纤陶瓷插芯配套使用，广泛应用于光纤适配器、光收发模块接口端等光器件中，是光通信网络通畅的基础。陶瓷插芯与陶瓷套管属于光纤连接中的高精密元件，误差稍大即会增加插入损耗，影响光信号传输质量。
随着 5G 网络、IPTV（交互式网络电视）、网络游戏、网络视频、云计算和物联网等应用的推出与广泛使用，网络流量呈爆炸性增长，现有的带宽已经不能满足用户需求。电信运营商需要加大光纤宽带和移动互联网的相关投资建设，新建网络并升级改造已有网络。
根据 LightCounting 的数据，2016 年至 2020 年，全球光模块市场规模从 58.6 亿美元成长到 66.7 亿美元，2025 年全球光模块市场规模预计将达到 113 亿美元，2021-2025 年 CAGR 达 11.3%。随着全球电信业资本投资的增长，预计未来全球光纤适配器市场和光收发模块市场持续稳步增长，从而带动纳米复合氧化锆陶瓷套管市场持续增长。
③在医疗领域的应用
纳米复合氧化锆陶瓷制品具备良好的生物相容性和高韧性，使其在生物医疗材料方面优势尤为显著。目前，纳米复合氧化锆陶瓷制品已广泛应用于齿科材料、人工关节和骨再生等医疗领域。此外，由于纳米复合氧化锆具备高强度等特性，医疗器械领域也逐渐开始关注这种高分子材料，其下游应用主要为雾化器、医用柱塞泵、手术刀、剪刀、氧传感器等。
A、牙齿修复领域
随着生活水平的提高，人们越来越注重生活细节，越来越追求生活品质。牙缺失是人体口腔常见疾病，随着老龄化加剧和消费升级，口腔问题作为最能体现生活细节的一方面，愈发引起人们的关注。人类成年之后，牙缺失后无法再生，活动义齿、固定义齿及种植牙为牙科常规修复手段。人的一生共有乳牙和恒牙两副天然牙齿，若因龋齿、牙周炎等口腔疾病导致恒牙脱落，便再无天然牙萌出替代，只能通过义齿来修复。
口腔修复行业发展以来，金属曾是口腔临床修复应用最早且使用最广泛的材料。通过长期临床观察发现，金属义齿难以满足患者的美学修复要求，特别是对存在前牙区的牙龈过薄等问题的特殊患者。近年来，由于材料科学技术的发展，陶瓷逐渐从生活日用品走向更深层次的方面，陶瓷材料因其具有化学性质稳定、生物相容性良好等特点逐渐取代金属成为主流修复材料。
陶瓷材料中，纳米复合氧化锆陶瓷美观、耐磨，同时兼具优良的机械性能及生物相容性，被视为固定义齿及种植牙的最佳牙冠材料。纳米复合氧化锆以氧氯化锆等为主要原料，合成纳米复合氧化锆粉体及配方粉，然后通过烧结工艺成为纳米复合氧化锆瓷块。依据三维口腔扫描设备得到的数据模型，纳米复合氧化锆瓷块在机加工间被加工成牙冠，最后通过诊所或医院临床销售，专业口腔医生为患者进行安装与调节。
从临床应用端来看，纳米复合氧化锆全瓷牙冠修复效果最佳。有研究指出，纳米复合氧化锆全瓷冠修复更能获得患者认可，纳米复合氧化锆全瓷牙冠修复效果优于金合金烤瓷牙冠。通过研究人员对患者临床效果进行的评估，发现在 2～7 年临床回访中，纳米复合氧化锆全瓷牙冠并发症明显低于金属烤瓷牙冠。
除义齿外，种植牙也具有较大市场空间。据华安证券测算，到 2027 年，我国人口缺牙总数或达到 37 亿颗，新增假牙数量 1.8 亿颗，年均增速 6.6%。据东吴证券研究所数据，我国种植牙不到 100 颗/万人，与韩国、西班牙等发达国家400-500 颗/万人相比，仍存在较大差距。在假牙修复方案中，种植牙方案占比大幅提升，种植牙数量可高达 2835 万颗，年均增速 30.6%，其中牙冠市场规模可达 496 亿元。我国种植牙渗透率仍有较高提升空间，这意味着纳米复合氧化锆陶瓷牙冠市场未来空间广阔。根据百谏方略研究统计，2023 年全球氧化锆牙科材料市场总规模达到 2.72亿美元，预计 2030 年将达到 4.64 亿美元，2023-2030 年复合增长率（CAGR）为7.93%。
B、人工关节领域
传统的人工关节使用的氧化铝陶瓷存在脆度较高的缺陷，在植入的过程中或人体使用的过程中可能会出现破碎的现象，容易对患者造成二次伤害。与氧化铝陶瓷相比，纳米复合氧化锆陶瓷破裂强度可以达到氧化铝陶瓷的 3-4 倍，且其破碎刚度也得到了一定的提升，这使得人工关节脆度较高问题得以改善。根据大量的力学测试，纳米复合氧化锆陶瓷与氧化铝陶瓷半身的疲劳度相似，且其弹性模量较小，能在植入人工关节的过程中减少其植入物遮挡，从而使其更好的与使用者的患处相容，减少使用者不适感。
同时，纳米复合氧化锆球头自身氧化形成的保护层能够与其下方的锆铌合金形成较稳定的化学结构，在其特殊的表面处理方式下，其表层与本体在使用过程中不会分离。因此，纳米复合氧化锆陶瓷是目前应用最为广泛的人体关节材料之一。
纳米复合氧化锆制关节假体实用性能高。根据对接受纳米复合氧化锆制人工膝关节植入手术患者的长期随访，患者在植入人工膝关节后，不仅能够实现其关节功能，其舒适度高、平均寿命指标均表现较好，产品特性均领先于其他高分子材料。对于运动量较大患者与青年患者而言，纳米复合氧化锆陶瓷关节假体已成为目前医疗方案中的最佳选择。全球人口老龄化愈演愈烈，骨关节炎和类风湿性关节炎的发病率逐步上升。
我国 60 岁以上人口达 2.4 亿，据 WHO 数据显示关节炎患者达 1 亿，类风湿性关节炎患者达 400 万，类风湿性患者后期基本都需要关节置换。除了髋关节和膝关节之外，肩关节、肘关节以及踝关节人工关节置换术的需求也在逐步增长。据桂林医学院研究，健身跑步者的关节炎发病率为 3.5%，而久坐人群的关节炎发病率为 10.2%，这也将进一步提升终端需求。
根据贝哲思咨询，2022 年全球人工关节市场规模达 1,455.78 亿元人民币。根据 Orthoworld 研究，目前我国关节市场渗透率为 0.6%，而美国为 43%，我国在人工关节市场与发达国家有较大的差距，前景可观。人工关节市场的快速发展有望带动纳米复合氧化锆陶瓷需求的快速增长。
C、医疗器械领域
纳米复合氧化锆具备高强度等特性且拥有很多金属材料无法比拟的优点，纳米复合氧化锆也被应用于制作雾化器、医用柱塞泵、手术刀、剪刀、镊子、氧传感器等多种医疗器械领域。纳米复合氧化锆陶瓷材料因韧性高、隔热性好、稳定性好，常被用于制作陶瓷烟嘴。氧化锆雾化器采用的是一体化的纳米复合氧化锆陶瓷烟嘴，可以支持多个进气孔的雾化操作，产生较大的烟雾量。纳米复合氧化锆陶瓷亦被用于陶瓷柱塞。
陶瓷柱塞经过静压工艺压制而成，可以防止陶瓷材料和金属芯之间的脱落，硬度较高、热导性小、耐腐蚀。纳米复合氧化锆陶瓷柱塞的工作面具有自润滑作用，改善了传统柱塞泵需要通过滑动润滑弊端，通过在表面进行抛光处理，便于进行清洗消毒。目前，纳米复合氧化锆陶瓷柱塞作为零部件已被大量应用于柱塞泵。
近年来随着纳米复合氧化锆粉体制备技术的不断发展，纳米复合氧化锆粉体的粒径已降低至 100-200nm，且粒径分布更为集中，让稳定剂的掺杂更为均匀充分，从而使其制得的纳米复合氧化锆陶瓷抗弯强度大幅提升至 1,200-1,400MPa，维氏硬度提升至 1,400。这可使纳米复合氧化锆材料制作的手术刀刃口更加锋利，使手术切口更加平顺，有利于伤口的恢复。除此之外，用纳米复合氧化锆陶瓷制成的手术刀可以有效避免钢质手术刀金属离子析出的问题，更加安全可靠。
纳米复合氧化锆式氧传感器是基于复合氧化锆固体电解质的材料特性来检测氧浓度的，有良好的导电性，除了在汽车控制系统广泛应用，也多用于医院中心供氧系统。在氧传感器中有两个纳米复合氧化锆盘，其中一个盘的作用是可逆氧气泵，一次充满样品气和抽空此小空间，另一个盘测量氧分压差比率，得到相应的传感电压。
④在电池领域的应用
A、多种锂电池原材料的研磨介质
动力电池是新能源汽车的“心脏”，在一定程度上控制着新能源汽车的发展。不断提升电池的续航能力和安全性能，成为新能源汽车产业链上企业所共同追求的目标。这就要求动力电池的制造工艺从源头材料开始，就要对关键物料的研磨工艺进行更加严格的把控。动力电池中使用的锂化合物具有特定的粒度分布要求，因此需要使用超细锂粉来改善电池性能。纳米复合氧化锆制作的研磨珠作为最新一代纳米电池材料的研磨介质代表，具备高密度、高强度、耐磨性能良好、使用寿命长等优势，能实现新能源电池材料纳米级超细研磨和分散。
纳米复合氧化锆研磨珠适用于磷酸铁锂及前驱体、钛酸锂、硅碳负极、碳纳米管、石墨、石墨烯和锂电陶瓷隔膜、氧化铝隔膜等锂电行业关键原料的超细超低磨耗研磨。纳米复合氧化锆研磨珠不但可以使物料分散得更为均匀、一致，还可以将物料研磨至超细的纳米级水平，可以解决超硬材料的纯净研磨，显著提升动力电池关键原料的性能。除了有优异的硬度、密度之外，纳米复合氧化锆研磨珠还有传统磨料没能做到的耐磨性和尺寸的多样性。
PPM 级的磨耗解决了电池材料在研磨当中的交叉污染问题，直径宽广的选择性很好实现了电池材料从粗磨到精磨的过程。高性能的纳米复合氧化锆研磨珠解决方案可以有效促进锂电池相关工艺及产品的技术升级，提高电池的储能量并降低运营成本，助力行业内技术的创新和产业的可持续发展。
根据 QYResearch 最新的调研报告，全球陶瓷珠市场的规模预计在 2029 年将达到 6.9 亿美元，并且未来几年内的年复合增长率（CAGR）有望达到 9.9%。未来随着新能源汽车的不断推广、锂电池行业的迅速发展，将带动纳米复合氧化锆研磨珠需求进一步扩大。
B、固体氧化物燃料电池
固体氧化物燃料电池是一种采用复合氧化物作为电解质的全固体燃料电池，其中氧化锆是较为常用复合氧化物。复合氧化锆在高温条件下具有较高的氧离子电导率，优良的机械性能以及氧化还原良好的稳定性。与此同时，复合氧化锆纤维能够有效提高隔膜的热稳定性和对电解液的浸润性，增强电池的安全性能和放电性能。复合氧化锆覆盖或弥散于合金表面后还可产生活性元素效应，显著改善合金的抗高温氧化性能并大幅度提高氧化膜的粘附性。固体氧化锆燃料电池的发展有望带动复合氧化锆用量的快速增长。
