アルミナ、酸化チタン、ジルコニアセラミックスなど、従来の金属に比べて高い硬度特性を持つ窒化ケイ素セラミックスの供給増加が、世界の工業用窒化ケイ素セラミックス市場を牽引している。さらに、窒化ケイ素粉末または薄膜を添加材料として使用する製造分野の急増が、世界の工業用窒化ケイ素セラミックス市場を牽引する主な要因となっている。
工業用窒化ケイ素セラミックス市場は年平均成長率5.9%で成長し、2027年には1億5680万ドルに達すると予想される。
COVID-19の市場への影響
COVID-19ウイルスが拡大するにつれて、世界中の規制機関が厳格な操業停止や渡航制限を行うよう求められている。さらに、これは工業用窒化ケイ素セラミックス産業の成長に大きな影響を与えている。
COVID-19パンデミックは、基本的な設備や消耗品の多くが海外からの輸入に大きく依存しているため、サプライ・チェーン・システムを混乱させた。さらに、社会的距離の遵守を求める政府機関の厳しい要求により、企業は基本的に最低限の労働者で機能せざるを得なくなり、その結果、各部門の効率率が低下した。その結果、これらすべての問題が窒化ケイ素セラミックス事業に打撃を与えた。
CPS窒化ケイ素セラミックスが世界の産業用窒化ケイ素セラミックス市場の成長を牽引する。
窒化ケイ素セラミックCPSは、窒化ケイ素セラミックの一種です。窒化ケイ素でできたセラミックは、酸化チタン、アルミナ、ジルコニアセラミックよりも硬度が高い。また、3,000℃をはるかに超える過酷な温度や大きな荷重にも耐えることができます。CPSは、圧縮粉末焼結材料と呼ばれ、減圧成形やホットプレスなどの技術を用いて製造され、その後、華氏2600度(摂氏1300度)の温度で真空または不活性ガス雰囲気中で緻密化される。
ロールプレス窒化ケイ素はRSと略される。窒化ケイ素で作られたセラミックスは、酸化チタン・アルミナ・ジルコニアセラミックスよりも硬度が高い。また、摂氏3000度以上の厳しい温度や大きな荷重にも耐えることができます。ダイの中で粒子を圧縮または高圧均質化し、その後、華氏約3600度(摂氏1900度)の圧力下で紡糸して密度を高めるのが、RSの製造方法である。
GPSとは、造粒粉末焼結のことで、窒化ケイ素セラミックスが、金型内で粒子を圧縮または高圧均質化した後、華氏約3600度(摂氏約1900度)の圧力下で緻密化する手順を利用して製造されることを意味する。製造工程全体で採用される粒度分布に基づくと、製造後の密度は平均で約99%である。
産業用窒化ケイ素セラミックスの世界市場成長は、航空宇宙部品セグメントがリードする。
窒化ケイ素セラミックスは、航空機分野でブレード、ベーン、その他の部品を製造するための追加補強材として使用されてきました。窒化ケイ素セラミック材料は添加材料として動作するため、焼結のような製造工程での取り扱いが非常に容易であり、製造業者は完成品のスクラップ率を減らすことができます。
窒化ケイ素セラミック切削工具は、ステンレス鋼、強化鋼、チタン加工を含む様々な用途で使用されています。この工具の主な利点は、高温でも摩耗しにくいことによる寿命の延長である。窒化ケイ素セラミックは、いわゆる自己研磨カッターにも利用することができる。このカッターは、振動する工具を使用して切れ刃を作り出し、非常に強力で安定しているため、研ぐ必要がなく鋭い切れ刃を保つことができる。
工業用窒化ケイ素セラミックス市場の成長を支配しているのは北米、次いで中南米地域。
窒化ケイ素セラミックは、その硬度特性と、鋸歯状刃物や超硬インレーよりもはるかに速い速度で切削できるという事実から、北米では主に切削工具に利用されています。窒化ケイ素セラミックは、酸化チタン、アルミナ、ジルコニアセラミックなどの他の材料と比較して、高い硬度特性を持っています。
窒化ケイ素セラミックは、その硬化能力と、鋸歯状刃や超硬インレーよりもはるかに速い速度で切削できるという事実から、ラテンアメリカでは切削工具に利用されている。窒化ケイ素セラミックは、酸化チタン、アルミナ、ジルコニアセラミックなどの他の材料と比較して、高い硬度特性を持っています。
自動車販売台数の増加も、世界の工業用窒化ケイ素セラミックス市場の発展に寄与すると予測されている。窒化ケイ素セラミックスは自動車部品やトランスミッション部品に広く使用されているため、米国では毎年約1700万台の乗用車と小型トラックが新たに販売されている。
セラミックスは、窒化物セラミックスとして知られている金属または非金属成分と窒素で構成されています。窒化ケイ素セラミックスは、優れた機械的、化学的、電気的、熱的、高温物理的特性を持っています。航空、化学、セラミックス、冶金、電子、機械、半導体など幅広い分野で応用されています。
強度、靭性、疲労強度、耐熱性、低熱膨張係数、良好な耐熱衝撃性などの利点は、窒化ケイ素セラミックスのさらなる採用を奨励しています。窒化ケイ素セラミックスは主に冶金、機械、エネルギー、自動車に使用され、従来の金属とは対照的に急速な採用につながっており、世界の窒化ケイ素セラミックス市場の著しい発展を促進しています。
窒化ケイ素で作られたセラミックスは、酸化チタン、アルミナ、ジルコニアセラミックスよりも硬度が高い。また、3000℃をはるかに超える厳しい温度や大きな荷重にも耐えることができます。窒化ケイ素が切削工具に利用されるのは、その硬化性と、鋸歯状刃や炭化物介在物よりも遥かに速い速度で切削できるからである。窒化ケイ素セラミック材料は添加材料として機能することが発見され、焼結、鍛造、鋳造などの製造技術による加工がより簡単になり、製造業者から発生する最終製品の廃棄率を下げる。
フルセラミックベアリングとセラミックボールとスチールレースのハイブリッドベアリングは、どちらも窒化ケイ素ベアリングです。窒化珪素セラミックスは、他のセラミックスに比べ、耐衝撃性が非常に高いのが特徴です。そのため、窒化ケイ素セラミックボールベアリングは、高性能ベアリングに採用されています。NASAのスペースシャトルのメインエンジンに窒化ケイ素軸受が採用されたのはその良い例です。
窒化ケイ素ボールベアリングは金属よりも強靭なため、ベアリングトラックとの摩擦が減少します。標準的な金属製ベアリングと比較すると、摩擦が80%減少し、寿命が3~10倍長くなり、速度が80%向上し、重量が60%軽くなり、オイルがなくても機能し、耐腐食性が強くなり、使用温度が高くなります。
高温用途では従来、窒化ケイ素が採用されてきた。窒化ケイ素は、水素/酸素ロケットエンジンから発生する甚大な熱衝撃と温度勾配に耐えることができる希少なモノリス・セラミック材料のひとつであることが発見された。NASAの科学者たちは、高度なラピッドプロトタイピング技術を採用し、直径1インチの単一ピースの点火室/ノズル(スラスター)コンポーネントを作成し、複雑な配置でこの能力を示しました。このスラスターは、材料温度1320℃での5分間のサイクルを含む、5サイクルの水素/酸素推進剤を使用した熱間燃焼試験が行われた。
窒化ケイ素は、整形外科の様々な用途に使用することができます。チタン、および脊椎固定装置に一般的に利用されているPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)は、他の選択肢です。窒化ケイ素が親水性であるのに比べ、PEEKやチタンは表面にマイクロテクスチャ加工が施されており、材料の強度、寿命、信頼性に貢献しています。抗菌性、抗真菌性、抗ウイルス性の特性は、この材料の配合の一部に見られる。これは世界の窒化ケイ素セラミックス市場の成長機会になると予想される。
世界の窒化ケイ素セラミックス市場の主要プレーヤーは、Mokai、Kaifa、HSCCER、Shichao、Zibo Silicon Nitride Products、FCRI、Jinsheng、Unipretec、Sinoma、Precision Ceramics、Industrial Tectonicsです、Hoover Precision Products, Winsted Precision Ball, Fraunhofer IKTS, Honsin Ceramics, Amedica, Rogers, Syalons, Ferrotec, Morgan Advanced Materials, Coorstek, Toshiba, Ortech, 3M, CeramTec, Kyoceras などである。これらの企業の主な成長戦略には、新興国からの工業用窒化ケイ素セラミックスの需要増に対応するため、製品ラインアップと地理的プレゼンスを向上させるための事業拡大、製品開発、協力が含まれる。
世界の工業用窒化ケイ素セラミックス市場における最新イノベーション:スナップショット
耐摩耗性、高温、塩水、腐食性、計量用途のすべてにセラミックプランジャーが役立ちます。Ortechの酸化アルミナ、窒化ケイ素、酸化ジルコニア、炭化ケイ素のセラミック材料は、標準8RMSの表面研磨が可能で、パッキン寿命を大幅に延長します。Ortechのアダプターはステンレス製で耐食性に優れています。現場での信頼性の高い操作のために、各セラミックコアをステンレス製アダプターに取り付ける特許技術を採用しています。Ortechのセラミックプランジャーは、中空および中実セラミック設計で提供されます。
産業用窒化ケイ素セラミックスの世界市場の主要セグメント
タイプ別概要、2019-2029年(百万米ドル)
シーピーエス
RS
GPS
その他
用途別概要、2019-2029年(百万米ドル)
航空宇宙部品
切削工具
ベアリング転動体
地域別概要、2019-2029年(百万米ドル)
北米
米国
カナダ
ヨーロッパ
ドイツ
フランス
英国
その他のヨーロッパ
アジア太平洋
中国
インド
日本
その他のアジア太平洋地域
南米
メキシコ
ブラジル
その他の南米諸国
中東・南アフリカ
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