(1)氧化锆市场情况
氧化锆具有化学性质不活泼的特点,且具有高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质,是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损和低热膨胀系数的无机非金属材料。氧化锆可用于生产耐高温材料、陶瓷色釉料、压电陶瓷和三元电池添加剂等,适用于高端陶瓷、陶瓷颜料、人造宝石、耐火材料、研磨抛光等行业和产品。
氧化锆产品产能较为集中,目前全球氧化锆生产企业主要集中在少数国家,主要包括中国、日本、法国、英国、美国、澳大利亚等。其中,欧洲、日本和中国是核心产区,根据 QYResearch 统计,2017 年全球近 90%的氧化锆供应来自这三个地区。我国目前生产氧化锆的企业约为三十家,规模较大的企业只有不到十家。据 QYResearch 测算,全球氧化锆市场规模 2026 年有望达到 10.9 亿美元,年复合增速为 6.2%。
(2)氧化锆的下游市场及应用
①在陶瓷色釉料领域的应用
我国陶瓷色釉料的系统研究、规模生产始于 20 世纪 60 年代,直到 70 年代初,锆基色料的大规模生产应用才获得成功。锆基色料主要包括钒锆蓝、镨黄、钒锆黄、锆铁红、锆灰等色料,主要原料为氧化锆,其氧化锆用量通常占到色料原材料的 55%以上,氧化锆的品位和质量对锆基色料的质量有重要影响,而锆基陶瓷色料的明度、色相(红度值、黄度值)和彩度(色饱和度),以及高温稳定性对于需要经过高温烧制的陶瓷色料至关重要,是影响陶瓷色料品质的重要指标。锆基色料中的部分色料对氧化锆的品质要求极高并要求粉体颗粒活性大、晶形规则、分散性好,普通电熔氧化锆产品无法满足上述要求。
锆基色料在高温条件下不易与釉料反应,不放出气体,抗腐蚀,高温条件下在釉中溶解小,色彩稳定。锆基色料受烧成气氛、基础釉料成分影响较小,对釉料适应性强,色料饱和度好,发色鲜艳。锆基色料混容性好,不同颜色之间可以按照任意比例在釉料中混合使用,可以调试出很多丰富色彩的调和色,应用范围广泛。
因其具备上述优良性能,锆基色料自诞生以来就备受青睐,其生产应用得到飞速发展。目前我国已成为世界第一大陶瓷生产国,受到我国建筑卫生陶瓷工业发展的拉动,我国也成为世界最大的陶瓷色釉料相关产品生产与消费大国,也是全球最大的色釉料出口国,作为陶瓷色釉料的重要原料,氧化锆市场需求规模巨大。
②在压电陶瓷领域的应用
压电陶瓷是指把氧化物混合(氧化锆、氧化铅、氧化钛等)高温烧结、固相反应后而成的多晶体,并通过直流高压极化处理使其具有压电效应的铁电陶瓷的统称,是一种能将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。压电陶瓷马达、扬声器可以将电能转换成机械能,压电陶瓷点火装置则是将机械能转换成电能。
由于压电陶瓷材料具有正逆压电效应,且具备性能高、成本低、易于加工制备等特点,其在压电传感器、驱动器、换能器和滤波器等器件中得到了广泛的应用,应用范围覆盖航空航天、军事、信息电子、工业机械、医疗、汽车等众多领域。氧化锆压电陶瓷由于性能参数多样、振动模式的研究与开发利用增多、器件制作技术进步等因素,近年来得到广泛应用,例如应用于压电点火装置和滤波器等。
压电陶瓷是一种重要的功能材料,具有优异的压电、介电和光电等电学性能,被广泛地应用于电子、航空航天、生物等高技术领域。随着新兴领域的飞速发展和经济社会新的发展需求,未来压电陶瓷的快速发展将带动氧化锆需求的进一步扩大。
③在人工宝石领域的应用
高纯度氧化锆可以用以合成立方氧化锆,人工合成的立方氧化锆晶体在各种性质上和钻石非常接近,被广泛用作钻石的代替品。立方氧化锆的硬度高达 8.5,这使它雕琢成宝石后,可以镶嵌在首饰上长期佩戴,不会被划伤磨毛而失去光泽。立方氧化锆可以制出透明度极佳、完全无色的晶体产品,将它磨成宝石后,外观与钻石非常相似。投入宝石市场以来,合成立方氧化锆人工宝石迅速取代了其他钻石仿制品。
未来立方氧化锆人工宝石有望凭借性价比优势,进一步替代钻石需求,从而带动氧化锆需求进一步增长。
④在电池领域的应用
高纯度氧化锆可以作为三元系新能源电池正极材料添加剂,用于正极材料镍钴锰酸锂中。在新能源汽车长续航趋势下,高镍三元仍将是行业发展的主流趋势之一,未来三元电池用锆量有望继续增大。除三元电池外,高纯度氧化锆也可用于固态电池的固体电解质,如锆酸镧锂等。但固态电池技术仍未成熟量产,相关领域大规模应用仍需时间。