세라믹 매트릭스 복합 재료의 시장 전망

세라믹 매트릭스 복합 재료의 시장 전망

Research And Markets의 보고서에 따르면, 국제 시장 조사 기관, 글로벌 세라믹 매트릭스 복합 재료 시장은 USD에서 성장할 것으로 예상됩니다. 11.35 십억 인치 2021 달러에 12.26 십억 인치 2022, 의 CAGR에서 8.05%. 시장은 USD로 성장할 것으로 예상됩니다. 17.15 십억 인치 2026 의 CAGR에서 8.75%.

세라믹 재료는 높은 융점과 같은 우수한 특성을 가지고 있습니다., 높은 경도, 내식성, 및 내산화성, 극한의 환경 조건에서 사용할 수 있습니다., 그래서 그들은 엔지니어링 분야에서 빠르게 발전했습니다, 특히 항공 분야, 항공 우주, 자동차, 군사 및 기타 분야. 그렇지만, 취성, 세라믹의 기계적 신뢰성과 낮은 전기 전도도는 광범위한 적용을 제한합니다. 세라믹 매트릭스에 2상 재료를 도입하는 것은 세라믹 재료의 구조와 특성을 개선하는 효과적인 방법입니다.

그 결과, 세라믹 매트릭스 복합재가 탄생했습니다..

세라믹 매트릭스 복합재 (CMC 씨엠씨) 세라믹 매트릭스로 구성된다, 강화 섬유 및 계면 층. 섬유는 강화재로 세라믹 매트릭스에 도입되어 섬유를 강화상으로, 세라믹 매트릭스를 연속상으로 하는 복합 재료를 형성합니다.

그것은 고온 저항의 특성을 가지고 있습니다, 내마모성, 고온 크리프 저항, 낮은 열전도율, 낮은 열팽창 계수, 화학적 내식성, 고강도, 높은 경도, 유전체 및 파동 전송.

유기 재료 기반 및 금속 기반 재료가 성능 요구 사항을 충족할 수 없는 작업 조건에서 널리 사용될 수 있기 때문입니다, 이상적인 고온 구조 재료가되었습니다., 그리고 그것은 사람들에 의해 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다.

특히, 경량으로, 고성능 구조용 복합재료, 그것은 고열 분야에서 널리 이용됩니다, 항공기 엔진에 선호되는 재료가되었습니다, 특히 항공기 엔진의 핵심 구성 요소. 이 점을 감안하여, 많은 국가에서 세라믹 매트릭스 복합재에 대한 연구를 활발히 진행하고 있습니다.

C/SiC 세라믹 매트릭스 복합재

탄소 섬유는 저밀도의 특성만 있는 것이 아닙니다, 높은 비강도, 내마모성, 내식성, 전기 전도성, 열전도율, 그리고 낮은 마찰 계수, 또한 우수한 고온 기계적 특성을 가지고 있습니다..

불활성 대기 및 위의 환경에서 2000 °C, 기계적 성질은 여전히 감소하지 않습니다. 그렇지만, 고온 내산화성이 약합니다., 따라서 일반적으로 금속과 혼합됩니다, 도예, 수지, 등. 항공 우주 및 군사 산업과 같은 첨단 기술 분야에서 사용되는 첨단 복합 재료를 준비합니다..

열 구조용 세라믹 매트릭스 복합재 분야, 탄화규소는 우수한 고온 기계적 특성으로 인해 매트릭스 재료의 주요 후보 중 하나가 되었습니다 (힘, 내산화성, 크리프 저항, 등.), 낮은 열팽창 및 마찰 계수, 우수한 열전도성 및 전기전도성.

그렇지만, SiC 세라믹의 단점은 부서지기 쉽다는 것입니다.

C/SiC 세라믹 매트릭스 복합재는 탄소 섬유를 첨가하여 SiC 세라믹을 강화합니다., 재료가 균열 편향을 통해 파괴 에너지를 흡수하도록 할 수 있습니다, 탄소 섬유 철수 및 파괴 과정 중 파괴 및 기타 메커니즘.

재료의 강도와 인성을 향상시킬 뿐만 아니라, 또한 SiC 매트릭스의 우수한 고온 성능을 유지합니다., 고성능 고급 구조 재료를 준비하는 훌륭한 방법입니다..

고성능 항공기 엔진의 주요 후보 소재가 되었습니다, 점차적으로 가스 터빈 핫 엔드 부품과 같은 장치에 적용될 것입니다., 고속 브레이크, 원자력, 및 열교환기.

SiCf/SiC 복합재

SiCf/SiC 세라믹 매트릭스 복합 재료는 SiC 세라믹 매트릭스에 SiC 섬유를 보강재로 도입하여 도입된 SiC 보강 섬유를 분산상으로, SiC 세라믹 매트릭스를 연속상으로 하여 복합 재료를 형성하는 것을 말합니다.

SiCf/SiC 세라믹 매트릭스 복합재는 고온 저항의 장점을 유지합니다., 고강도, 내산화성, SiC 세라믹의 내식성 및 내충격성. 동시에, 그것은 SiC 섬유 보강 및 강화의 효과가 있습니다, SiC 세라믹의 낮은 파괴 인성과 외부 충격 하중에 대한 열악한 저항의 고유한 결함을 극복합니다..

종합 특성이 우수한 고온 열구조재로, SiCf/SiC 복합재는 항공 분야에서 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다., 항공 우주, 원자력, 자동차 및 기타 분야, 다양한 서구 국가에서 연구 핫스팟이되었습니다..

산화물/산화물 세라믹 매트릭스 복합재

Ox/Ox 복합 재료는 매트릭스 및 산화물 섬유로 산화물 세라믹과 합성된 재료 클래스를 말합니다 (일반적으로 10-12 직경 μm). 이 재료의 온도 저항은 SiCf/SiC보다 약간 낮습니다 (약 1150°C), 그러나 산화 문제가 없기 때문에,

서비스 수명은 수만 시간에 달할 수 있습니다, 저밀도와 결합 (약 2.5g/cm3) 그리고 알맞은 가격, 터보 샤프트에 선호되는 재료입니다., 가스 터빈 코어 엔진 고온 구조 및 터보 제트, 터보팬 엔진 테일 노즐 구조.

매트릭스 측면에서, 현재 국내외에서 연구 초점은 여전히 석영 매트릭스입니다, 멀라이트 매트릭스 및 알루미나 매트릭스. 섬유질의 관점에서, 주로 세 가지 범주로 나뉩니다: 석영 섬유, 알루미노실리케이트 섬유 및 알루미나 섬유.

그래핀/세라믹 매트릭스 복합재

그래핀은 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다., 전기적 및 열적 특성, 가장 매력적인 재료 중 하나로 만들기. 동시에, 그래핀은 비표면적이 크고 세라믹 매트릭스에 분산되기 쉽습니다, 세라믹 매트릭스 복합재의 계면 특성을 향상시키고 세라믹 매트릭스와의 조합을 향상시킬 수 있습니다.

전자 전달에 유리합니다, 포논과 기계적 응력, 우수한 성능의 세라믹 복합재를 제조하는 데 이상적인 필러입니다.. 수많은 연구에서 그래핀/세라믹 복합재가 우수한 기계적 특성을 가지고 있음을 보여주었습니다, 전기 전도성, 열전도율, 마찰 및 내마모성, 등.

요약

항공 우주 및 방위 분야에서 많은 수의 세라믹 매트릭스 복합재를 적용하는 것 외에도, 향후 전 세계적으로 경량 차량에 대한 높은 수요는 세라믹 매트릭스 복합 재료 시장의 급속한 성장을 촉진할 것입니다.

전기 자동차의 주행 거리를 늘리기 위해, 배터리 성능 향상 외에도, 또 다른 방법은 자동차의 무게를 줄이는 것입니다. 이로 인해 자동차 제조업체는 차량에서 더 무거운 강철과 철을 대체하기 위해 경량 복합 재료로 관심을 돌릴 것입니다, 세라믹 매트릭스 복합재는 의심할 여지 없이 가장 중요한 후보 중 하나입니다.

맥킨지(McKinsey)의 데이터에 따르면, 자동차 산업에서 경량 소재의 사용은 다음에서 증가할 것으로 예상됩니다. 30% 받는 사람 70% 곁에 2030, 이는 세라믹 매트릭스 복합 재료 시장의 발전을 크게 촉진할 것입니다.