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全球氧化锆知名企业大盘点

中国粉体网讯  二氧化锆是一种具有高熔点和高沸点、导热系数小、热膨胀系数大、耐高温、耐磨性好、抗蚀性能优良的金属氧化物材料。氧化锆行业相对集中,其中欧洲,日本和中国是核心生产区域,2017年,89.89%的氧化锆供应来自于这三个地区。下面就来盘点一下那些全球范围内知名的氧化锆企业。

●日本DKKK(第一稀元素化学工业株式会社)

成立于1956年5月21日,雇员人数441人,主要从事锆化合物和其他无机化合物(包括铯化合物和稀土化合物)的制造、销售和研发,是全球顶尖锆复合物制造商及占全球锆复合商品超过50%市场份额的企业,也是全球两家具备能将锆原料直接转化成产品的综合生产系统企业之一。

业务范围:催化剂、电子材料和氧传感器、精细陶瓷、耐火材料和制动材料

主要产品:氧化锆、复合氧化物、锆化合物、铯化合物、稀土化合物、硅酸锆等

净销售额(百万日元)

2018年,公司净销售额为27483百万日元(截止到2019年3月)

全球各地区销售额(截止到2019年3月)

营业利润(百万日元)

2018年,公司营业利润为4218百万日元(截止到2019年3月)

●法国圣戈班集团

圣戈班集团成立于1665年,是世界工业集团百强之一,2019年全球财富500强名列226位,连续8年被评为全球100最具创新力企业。圣戈班是世界领先的陶瓷研磨珠、喷砂和喷丸介质、氧化锆粉末和锆化学制品的制造商之一。

产品业务:玻璃与汽车玻璃、高功能塑料、舒热佳镀膜、建筑材料、磨料磨具、穆松桥管道、陶瓷材料、高性能玻璃纤维。

主要的氧化锆粉体产品:Monoclinic Zirconia单斜氧化锆、ZirGrip 粉末、CY3Z氧化锆粉体、ColorYZe氧化锆粉体等。

主要数据:圣戈班在全球业务遍布68个国家,2018年,全球员工超过180000人,营业额近418亿欧元。

中国销售额:2018年,圣戈班在中国的销售额为12.09亿欧元。

●日本东曹株式会社

日本东曹株式会社成立于1935年2月11日,是亚洲氯碱制造商之一,提供塑料树脂和一些列支持现代生活的基本化学品,东曹的石化业务供应乙烯、聚合物和聚乙烯,而其高级材料业务服务于全球半导体、显示器和太阳能行业。东曹也是是陶瓷后盖所用的纳米氧化锆粉体领域实力最强的厂商之一。

业务范围:新材料、生物科学、水泥、氯碱、烯烃、有机化学品、聚合物

主要氧化锆产品:氧化锆注射模组件、氧化锆注射模塑料、氧化锆研磨和分散介质、氧化锆细珠、氧化锆粉末

公司业绩:2018年,东曹的销售额为8229亿日元,营业收入为1306亿日元,净收入为888亿日元(截止到2019年3月31日)。

●法国苏维罗地亚

罗迪亚是索尔维集团成员,是全球领先的精细化工生产商,公司在氧传感器、铈锆固溶体上有较强的优势和特色。

主营产品:在应用化学领域,包括表面活性剂、聚合物、高性能白炭黑和以稀土为原料的特种化学品;在特种材料与服务领域,包括己二酸、聚酰胺工程塑料和硫酸再生技术;在精细化学品领域,包括医药活性成分和香精香料添加剂等。产业广泛应用于汽车、轮胎、电子产品、个人护理品、油漆和涂料、医药、农用化学品、香料市场领域。

●日本昭和电工

日本昭和电工株式会社成立于1939年6月,共拥有员工人数10603人,是世界著名的综合性集团企业,生产的产品涉及到石油、化学、无机、铝金属、电子信息等多种领域。

主要事业部门:石油化学部门、化学品部门、无机部门、铝部门、电子部门、高新电池材料部门

主要陶瓷产品:下设陶瓷事业部门,提供氢氧化铝、氧化铝产品,以熔融氧化铝、碳化硅及氮化硼为原料的研磨剂、研削材料以及耐火材料,以及陶瓷电容器原料高纯度氧化钛。

公司业绩:2017年,公司销售额为7804亿日元,营业收入为778亿日元。

●MEL Chemicals

MEL Chemicals是Luxfer Holdings PLC全资子公司,全球锆基化学品、无机材料的生产和供应商,MEL Chemicals致力于开发和生产高品质锆基化学品60多年,享誉全球。

主要产品:

氧化锆(锆石、高纯度致密粉末、氧化钇氧化镁掺杂)
氢氧化锆(包括掺杂氢氧化锆、无定形氢氧化锆、高纯氢氧化锆)
分散/吸附剂(氧化锆粉末的水性胶体分散体、锆酸锂吸附材料及催化反应载体)
活性化学品(锆基反应化学品应用于粘合剂、油墨、涂料、防水防火用品)

●日本KCM Corporation

KCM Corporation成立于1936年,是日本Noritake公司的全资子公司,公司专注电子元件陶瓷材料、氧化锆材料的开发和生产。

主要产品:

电子材料(燃料电池、陶瓷电容器、电子陶瓷粉、超微粒钛酸钡)
陶器原料(高岭土、陶石/滑石、粘土、钾长石
玻璃原料(高纯石英、锂/硼材料、高纯稀土、工业材料)
瓷器原料(精密陶瓷粉末、高纯莫来石、高纯氧化锆、金属间化合物)

●东方锆业

广东东方锆业科技股份有限公司成立于1995年,是专业从事锆系列制品研发、生产和经营的国家级重点高新技术企业,共有九十多个品种规格,是我国锆行业中技术领先、规模居前,最具核心竞争力和综合竞争力的企业,也是全球锆产品品种最齐全的制造商之一。

主要产品:海绵锆、复合氧化锆、二氧化锆、电熔氧化锆、硅酸锆、氯氧化锆、研磨介质与锆结构件、Y-TZP陶瓷刀。

公司业绩:报告期内,东方锆业实现营业总收入50,331.75万元,营业利润-711.36万元,本年利润总额1342.31万元。

东方锆业2018年度主要财务数据和指标

●国瓷材料

山东国瓷功能材料股份有限公司成立于2005年4月,是一家专业从事新材料领域,集研发、生产、销售为一体的高新技术企业。公司产品主要应用在电子信息和通讯、生物医药、新能源汽车、建筑材料、汽车及工业催化、太阳能光伏、航空航天等现代高科技领域。

主要产品:电子陶瓷材料、氧化锆陶瓷材料、氧化铝陶瓷材料、陶瓷墨水、催化材料、电子浆料

公司业绩:公司2018年实现营业收入17.98亿元,较上年同期增长47.65%,归属于上市公司股东的净利润5.43亿元,比上年同期增长121.81%。每股收益0.87元。

国瓷材料年报

●三祥新材

三祥新材股份有限公司于2012年3月由“福建三祥工业新材料有限公司”整体变更而成,公司前身成立于1991年,系高新技术企业。主要生产电熔氧化锆、铸造改性材料、单晶电熔铝三大系列产品100多个品种,产品广泛应用于航天、军工、耐火耐磨材料、陶瓷色釉料、核级锆材、先进陶瓷、铸造、高端磨料磨具等行业,业务遍及30多个国家和地区。

主要产品:稳定型氧化锆、单斜氧化锆、包芯线、球化剂、孕育剂(单晶电熔铝)、微硅粉

公司业绩:2018年,公司实现营业收入为59,853.43万元,同比上升46.75%;归属于上市公司股东的净利润为7,418.15万元,同比增长37.35%。

三祥新材年报

参考资料:
恒州博智.QYResearch预测:全球氧化锆市场在2024年将达到603百万美元
新思界.氧化锆市场需求潜力巨大 行业未来发展空间广阔--------------------------------------

为什么氧化锆陶瓷很难成为主流的手机机身材质? 

氧化锆陶瓷是一种新型高技术陶瓷,它除了具有高强度、高硬度、耐高温、耐酸碱腐蚀及高化学稳定性等性能,同时具有抗刮耐磨、无信号屏蔽、散热性能优良、外观效果好等特点,因此成为继塑料、金属、玻璃之后一种新型的手机机身材质。目前氧化锆陶瓷在手机中的应用主要是背板和指纹识别盖板两部分。

有数据显示,2015年消费电子外观件领域的塑料和金属材质占出货量比重的90%以上,而氧化锆陶瓷占比不到1%。虽然此前有媒体预测“氧化锆陶瓷有望超越金属、玻璃成为第三代手机机身的主流材质”,然而现实中有多重的因素限制了氧化锆陶瓷成为主流的手机机身材质。

陶瓷手机 (来源:网络)

高筑的技术壁垒

氧化锆陶瓷手机后盖采用精密陶瓷加工工艺,其材料制备和加工工艺非常繁杂。一块陶瓷后盖从粉体到成品主要要经过9个环节,主要包括粉体制备、加胶、盖板成型、脱胶、烧结、CNC 加工、抛光研磨/打孔、检测以及镭射/PVD 镀膜。按照供应链上下游来说主要分三段:最上游的原材料粉体制备;中游的胚料成型与高温烧结;下游的CNC 抛光/打磨。

纳米氧化锆粉体是手机陶瓷后盖主要的原材料。后盖产业链最上游的氧化锆陶瓷粉体的技术壁垒最高,目前绝大多数纳米级高端粉体制备技术掌握在日美德等少数国家手中,其中陶瓷后盖用的高端氧化锆粉体领域,目前实力较强的厂商有日本TOSOH、京瓷、中国三环集团以及国瓷材料、东方锆业等。

氧化锆粉体 (来源:网络)

氧化锆陶瓷粉体制备技术是制备手机精密部件的关键,粉体质量的好坏直接影响成品的内在质量与性能。纯度高、粒度超细、粒度分布窄及分散性能好是评价陶瓷粉体质量性能的重要依据。目前氧化锆陶瓷粉体常用的制备方法有化学沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等。

氧化锆粉体团聚这一大难题,甘学贤等通过设计使用不同的研磨设备和工艺参数来考察最终的解聚效果。以d50=1.355μm的氧化锆粉体为研究对象,当分别采用立式球磨机、立式珠磨机和卧式砂磨机为研磨设备,以φ2mm的氧化锆球作为研磨介质,以m介质∶m物料=5∶1的介质物料比研磨15h后,检测研磨后氧化锆料浆的粒度,结果表明:(1)卧式砂磨机的研磨效果最优,研磨后氧化锆料浆的d50为0.303μm;(2)当采用卧式砂磨机为研磨设备时,在介质物料比(m介质∶m物料)为4∶1,料浆固含量(w)为45%,线速度为10m·s-1,研磨时间为25h的条件下,研磨效果最佳。

氧化锆粉体的表面改性处理方面,梁玥等通过实验得出结论:(1)国产氧化锆粉体经过卧式搅拌磨磨细和手工造粒处理后,烧结活性有显著提高,在1400℃烧结条件下,烧结密度可接近99.5%。(2)国产氧化锆粉体经磨细处理后,烧结试样抗弯强度均低于原始粉体的主要原因是存在大尺寸缺陷,因此粉体磨细处理必须有适当的造粒工艺相配合,才能提高粉体成型性能。(3)初步认为提高粉体相变的稳定性有利于获得高性能氧化锆粉体。

粉体配方这一环节,为了增强粉体烧结产品的韧性等性能,还需向氧化锆粉体里添加改性材料,改性添加剂主要包括稀土类元素如钇等,以保证配方粉的绝缘性;另一部分添加剂如镁、锰、钒、钨等,主要用以保证配方粉的温度稳定性和可靠性。在此环节中,改性添加剂的掺入成分和掺入比例是配方粉的关键,工艺要求极高,这些都需要靠长时间的积累,是技术壁垒的一大体现。

CNC机台 (来源:网络)

除了高筑的技术壁垒,相应的设备投资壁垒也非常高。氧化锆陶瓷烧结用的隧道炉、后道打磨所用CNC机台和研磨机等设备的高资金投入壁垒严重制约了高端氧化锆陶瓷的规模化、产业化。据粗略统计,全球纳米氧化锆粉体的年产能约为4万吨,其中多半以上为中低端粉体,无法用于制造手机后盖;即使有1万多吨产能的高端粉体,也不会全都用于生产手机后盖,因为部分高端粉体会用于传感器、燃料电池等等。高端氧化锆粉体的产能瓶颈同时制约了陶瓷手机背板的产能,氧化锆陶瓷要成为主流的手机机身材质短期内几乎无可能。

突出的成本问题

用于制造陶瓷手机部件的高端氧化锆粉体占总成本的30%左右,全球质量最好的日本TOSOH(东曹)粉体价格已超过100万/吨,国产粉体如国瓷材料也需要大约30万/吨,按照每片陶瓷后盖需要用粉100g来计算,粉体的价格就为30-100 元,另外结合生产良率,其综合成本会更高。因此粗略估计陶瓷背板单价为200元左右。据一位业内人士透露:“陶瓷材料现在基本上都是高端手机中的高端才敢用,因为价格太高,普通的基本上一块要200多元以上,如果再做一些装饰和着色的话,还要更贵一些。目前主要还是聚焦于一些较小批量的高端旗舰机市场。”

(来源:网络)

除了成本的问题,陶瓷外观件的加工时间长、良率较低等问题也很突出。因为氧化锆陶瓷的莫氏硬度高,所以在精细加工如抛光打磨方面需要的时间较长。同时,由于陶瓷外观件的生产工艺流程很多,并且各个环节的良率环环相扣,非常容易出现瓶颈导致整体良率无法提升。这些因素都严重制约了氧化锆陶瓷的产能。

不容忽视的其它问题

在中国粉体网主办的2018新型陶瓷技术与产业高峰论坛上,中国科学院上海硅酸盐研究所蒋丹宇研究员就当前比较流行的手机陶瓷背板发表了自己的反思,他指出,随着指纹识别的需求量减少、成本问题突出、难以批量化生产以及受手机品牌知名度的影响,手机陶瓷背板未来的发展扑朔迷离。这其中的两点很值得我们深思,一个是由于技术的快速发展导致指纹识别被其它新技术替代,指纹识别陶瓷盖板的需求必然减少;另一个是消费者的心理因素致使高技术陶瓷材质被手机品牌的影响力所遮盖。

小结

尽管国内市场上的高端氧化锆陶瓷粉体主要依赖进口,但是近几年国内粉体企业也相继崛起,三环、国瓷、东方锆业等在国内市场的占额逐年提高。其中三环集团作为行业内最早开始制作陶瓷外观件的厂商,目前无论是在产能还是在良率上领先优势都较明显。三环集团也是目前全球唯一一家实现了从粉体到成品加工全产业链一体化的厂商,未来其在产能与成本上的问题一旦解决,将会使陶瓷手机部件的市场占有率加速提升。

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